[发明专利]基于RD算法的时频域混合校正距离徙动的SAR成像方法

说明书

基于RD算法的时频域混合校正距离徙动的SAR成像方法，本发明涉及时频域混合校正距离徙动的SAR成像方法。本发明的目的是为了解决现有时域校正算法不适用于雷达斜视角较大的情况，斜视角较大时距离走动校正不明显，成像目标难以识别以及频域校正算法仅适用于雷达斜视角较小的情况，并且对距离徙动，尤其是线性距离走动项的校正效果欠佳，导致方位向聚焦效果较差，甚至散焦的问题。一、对雷达数据进行采样，得到原始数据；二、得到S₁(f_r,t_m,R₀)；三、得到S₂(f_r,t_m,R₀)；四、得到S₃(f_r,f_a,R₀)；五、将S₃(f_r,f_a,R₀)乘以H₂在频域上完成距离徙动校正以及距离压缩并进行距离向逆傅里叶变换，得到六、将乘以方位脉压匹配函数H₃并进行方位IFFT，得到SAR图像。本发明用于雷达信号处理领域。

技术领域

本发明涉及时频域混合校正距离徙动的SAR成像方法。

背景技术

在机载SAR对场景成像过程中，由于合成孔径雷达为宽频带发射信号，近场工作的大阵列，点目标回波在距离向与方位向必然会存在耦合现象，具体表现为系统响应在快时间域与慢时间域(坐标)二维平面呈现为曲线，即距离徙动。现考察最为一般的机载SAR斜视模型，该模型下波束射线指向的斜视角为θ₀，雷达合成孔径中心记为A点，它在X轴的位置为X₀(＝R_Btanθ₀)，RB为雷达航线与目标场景中心线的垂直距离，距点目标P的距离为R₀＝(R_Bsecθ₀)，有效合成孔径长度为L。为了得到斜视模型下雷达到目标距离R的近似式，以天线波束中心线指向目标时雷达的位置(X＝X₀)为基准，根据斜视SAR模型的几何关系，可以得到载机沿航线飞行时位于某一坐标X(记为A’点)的瞬时斜距：

由于L＜＜R₀，对式(2-1)在X＝X₀附近作泰勒级数展开，省略(x-x₀)的三次项以上的高次项，可以得到式(2-1)的近似式：

即有

式(2-3)表明，在合成孔径某处(X)到目标的距离与阵列中心A(X＝X₀)到该目标的距离差有(X＝X₀)的一次项和二次项所组成，通常把一次项(即线性项)称为距离走动，将二次项称为距离弯曲。

传统的RD算法对于距离徙动有时域校正和频域校正两种方式。其中，时域校正算法利用系统匹配函数分别对成像场景的距离向和方位向进行匹配滤波，距离徙动的校正是在距离向脉冲压缩时乘以线性相位因子来完成的，这种方法可以很好地校正雷达成像中的线性距离走动，但是不适用于雷达斜视角较大的情况，斜视角较大时距离走动校正不明显，成像目标难以识别。频域校正算法将场景回波信号进行二维傅里叶变换，在频域通过乘以频率函数进行二维去耦和脉冲压缩，再变换到距离-多普勒域对方位向匹配滤波，最后进行方位逆傅里叶变换完成方位压缩，这样就完成了整个频域校正距离徙动的成像算法。但是这种算法仅适用于雷达斜视角较小的情况，并且对距离徙动，尤其是线性距离走动项的校正效果欠佳，导致方位向聚焦效果较差，甚至散焦。

发明内容