[发明专利]基于改进的RDA进行合成孔径雷达图像目标旁瓣抑制的方法

说明书

本发明公开了一种基于改进的RDA进行合成孔径雷达图像目标旁瓣抑制的方法，该方法是为了获得超分辨的SAR图像；具体处理步骤为：二维回波信号的方位向傅里叶变换→补余徒动校正→距离向傅里叶变换→一致徒动校正和距离压缩→距离向傅里叶逆变换→附加相位校正→方位向傅里叶逆变换→融合反演矩阵的方位压缩。相较于匹配滤波等常规的成像处理方式，本发明处理的成像结果能量更加集中，显著提高空间分辨率，达到超分辨的目的。相较于完全基于矩阵的SAR数据处理，本发明与高效率的传统成像算法相结合，因而显著提高处理效率。

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达的成像处理技术领域，更特别地说，是指一种基于改进的RDA进行合成孔径雷达图像目标旁瓣抑制的方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一种全天时、全天候的主动式信息获取系统，系统结构如图1所示，合成孔径雷达的全链路系统可以分为三个部分，即雷达载体平台上的回波数据获取部分、空间段数据传输部分以及地面段数据处理部分。合成孔径雷达系统通过发射和接收脉冲信号，获取合成孔径雷达原始回波数据。

2012年6月电子工业出版社出版，Ian G.Cumming及Frank H.Wong编著的《合成孔径雷达成像——算法与实现》在第75页中指出，合成孔径雷达(Synthetic ApertureRadar，简称SAR)传统信号处理的核心思想是基于对SAR回波信号(雷达原始数据)进行距离和方位两个方向上的匹配滤波。距离多普勒算法(Range Doppler Algorithm，RDA)通过距离和方位上的频域操作，达到了高效的模块化处理要求，同时又具有了一维操作的简便性。该算法根据距离和方位上的大尺度时间差异，在两个一维操作之间使用距离徙动校正(RCMC)，对距离和方位进行了近似的分离处理，具体的RDA处理步骤如图1A所示。

2001年2月科学出版社出版，魏钟铨等编著的《合成孔径雷达卫星》在第202页中指出，峰值旁瓣比的大小决定了强目标“掩盖”若目标的能力；积分旁瓣比表征图像质量的重要指标之一，他定量的描述了一个局部较暗的区域被来自周围的明亮区域的能量泄露所“淹没”的程度。

《合成孔径雷达成像——算法与实现》中的58页写道，降低PSLR的一种方法是对频域匹配滤波器引入平滑窗，以减少主瓣到旁瓣的能量泄漏。窗是一个对信号频谱进行加权的对称实函数。权值在信号频谱中心处最大，向频谱两边逐渐衰落。典型的窗包括Taylor窗、Chebyshev窗、Hanning窗、Hamming窗和Kaiser窗。窗能够平滑频谱，即弱化频谱边缘处的不连续性。这样会降低压缩脉冲中的主瓣能量泄漏，但要以损失分辨率为代价。

2001年11月美国UNL大学环境遥测实验室的Xiaojian Xu等人发表的文章《RangeSidelobe Suppression Technique for Coherent Ultra Wide-Band Random NoiseRadar Imaging》提到，通过切趾滤波可以找到一种特殊的图像域滤波函数与SAR图像原始数据卷积就会得到一个比原来旁瓣电平低得多的输出响应，可以得到一幅高质量的SAR图像。但是，切趾滤波技术由于要通过多次迭代求其滤波器系数，因此运算量较大。

2007年8月美国Microwave and Radar Group的Carlos F.Castillo-Rubio等人发表的文章《Spatially Variant Apodization for Squinted Synthetic Aperture RadarImages》中提到，不规则形状支撑区分布导致点扩散函数产生非正交走向旁瓣，利用非正交走向旁瓣与正交走向旁瓣之间的差异信息来实现正交走向旁瓣抑制。