[发明专利]多通道多子带滑动聚束模式SAR成像方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达信号处理领域，涉及步进频合成孔径雷达系统中的频带合成技术，特别涉及多通道多子带滑动聚束SAR成像，可用于机载或星载平台SAR多通道多子带成像处理。

背景技术

合成孔径雷达在对地观测方面的应用越来越广泛，为了缩短对于地面的再访时间，要求观测带的宽度要大。高分辨也是对地进行精确观测的要求，为了获得距离高分辨率的SAR图像，在距离向通过发射大带宽的信号，并对回波进行匹配滤波而获得高分辨距离像。实现大带宽信号的一种比较经济的方式是通过发射步进频率SF的波形信号，利用步进信号的频带合成技术，得到大带宽信号。这样可以降低对雷达接收机带宽的要求，同时降低AD采样频率，便于系统实现。步进信号的频带合成技术在SAR上面都得到了广泛应用。

传统的SAR工作模式如滑动聚束是通过波束控制，其波束指向随慢时间发生变化，从而提高方位分辨率。但是，波束方位变化导致其方位信号带宽急剧增大，通常比采样频率PRF要大很多，因此方位信号通常是混叠的。这使得采用常规成像方法，距离多普勒算法，调频变标算法，距离徙动算法等成像方法不能得到无混叠的图像。一种解混叠的方法就是在系统设计时要提高采样频率PRF，然而大的采样频率PRF将导致方位数据量极大地增加，而且也容易带来距离模糊、数据下传受限等问题。

为了获得宽测绘带，目前国内外开展多发多收MIMO-SAR技术研究，MIMO-SAR很难同时达到二维高分辨率。为了同时达到SAR成像结果的高分辨率和宽测绘带两个要求，需要将滑动聚束模式与MIMO-SAR技术相结合，然而由于天线波束的旋转将导致方位频带的增加，很难实现方位重建和频带合成，从而不能有效实现高分辨率宽测绘带的SAR成像。

发明内容

本发明的目的在于针对上述MIMO-SAR在滑动聚束模式下的方位重建和频带合成难度大的不足，提出一种多通道多子带滑动聚束模式SAR成像方法，获得高分辨率宽测绘带的SAR成像结果。

实现本发明目的的技术关键是:结合MIMO-SAR系统的多通道和SF波形信号多子带的优点，通过方位多通道同时发射一组步进频率SF波形信号，参考图1，成像步骤包括如下：

(1)对步进频率多通道合成孔径雷达SF-MIMO-SAR的天线进行子孔径划分，并对子孔径接收的回波依次进行多通道天线等效相位中心的误差补偿和距离向脉冲压缩；

(2)对距离向脉冲压缩后的信号进行多普勒频移操作，将多普勒谱搬移到多普勒基带；

(3)对以上得到的多普勒基带进行方位快速傅里叶FFT处理，即将多普勒基带的第i子孔径信号转化到多普勒频域，并为了减少空域滤波器中的权重系数的计算量，继续对以上方位FFT处理后的结果按如下补偿函数H_3,n(f_a,m)进行补偿：

H3,n(fa,m)=jexp(-j2πXnm′v(fa+fdc(fc,ti)));]]>

式中，X′_nm是第n和m两个通道的等效位置，v是雷达运动速度，f_a是方位多普勒频率，f_c是距离频率，t_i为第i子孔径的方位中心时间；