[发明专利]适用于任意平台轨迹的双基聚束SAR的PFA波前弯曲校正方法

说明书

本发明公开了一种适用于任意平台轨迹的双基聚束SAR的PFA波前弯曲校正方法，其包括成像系统参数初始化，采用极坐标格式算法对回波数据进行处理，高阶空变相位补偿成像。本发明采用构造弯曲误差补偿滤波器的方法实现双基聚束SAR的PFA波前弯曲误差的校正，并通过插值映射的方法，构建了空变波前弯曲误差补偿滤波器，能够以较高的效率得到聚束双基SAR的一致聚焦图像，可以在较大的成像场景范围内，实现高分辨率的成像处理，使搭载双基SAR系统的飞行器在战场侦察监视、物资空投和地震灾害救援等领域发挥更好的性能。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，具体涉及一种适用于任意平台轨迹的双基聚束SAR的PFA波前弯曲校正方法。

背景技术

自合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)技术诞生以来，因其不受天气天时的影响，能对地面物体进行高效成像的特点，在高分辨率、多极化、多模式、多波段等方面得到了很大的发展。并且为了提高SAR系统的生存能力，研究者提出了新的SAR系统机制，即将发射机系统和接收机系统分开放置到两个不同的平台上，这样的系统称为双基SAR。

传统SAR系统工作于正侧视或者斜视模式，即飞行方向与波束指向存在一定的夹角。然而在实际情况中，正前方的目标动态相较侧方目标动态更加重要。对于单基SAR，如果雷达照射正前方，会导致多普勒方向与距离向一致，无法成像。但是由于双基SAR特殊的收发方式，使前视成像成为可能。

发明内容

本发明的发明目的是：为了解决现有的PFA波前弯曲校正方法在实际双基SAR成像中的应用缺陷，本发明提出了一种适用于任意平台轨迹的双基聚束SAR的PFA波前弯曲校正方法。

本发明的技术方案是：一种适用于任意平台轨迹的双基聚束SAR的PFA波前弯曲校正方法，包括以下步骤：

A、成像系统参数初始化

所述成像系统参数包括参考点位置、发射站三维轨迹[x_T(t),y_T(t),z_T(t)]、接收站三维轨迹[x_R(t),y_R(t),z_R(t)]、发射信号载波频率f_c、脉冲宽度T_p、距离向采样频率F_s、距离向采样点数N_r、脉冲重复间隔PRI、方位时间向量t、距离时间向量τ、距离频率向量f_τ、场景中点目标(x_p,y_p)的距离历史R_p(t；x_p,y_p)；

B、采用极坐标格式算法对回波数据进行处理

根据参考点目标的回波数据构造点目标参考函数，利用距离频域和方位时域对回波数据进行一致压缩，再对一致压缩后的回波数据进行极坐标格式变换，得到PFA粗图像；

C、高阶空变相位补偿

将PFA粗图像划分为多个子图像，构建空变波前弯曲误差补偿滤波器，计算每个子图像对应的相位补偿因子并进行相位补偿，将所有相位补偿后的子图像进行拼接得到成像结果。

进一步地，所述步骤B中，点目标参考函数表示为

其中，S_o(f_τ,t)表示点目标参考函数，K_r为发射信号调频率，c为光速。

进一步地，所述步骤B中，利用距离频域、方位时域的共轭相乘，对回波数据进行一致压缩，压缩后的距离频域数据表示为