[发明专利]一种针对非线性调频SAR的CS成像方法和装置

说明书

本发明实施例公开了一种针对非线性调频SAR的CS成像方法和装置，该方法包括：在发射非线性调频信号后，对回波数据进行距离向傅里叶变换，得到距离频域的回波数据；根据所述非线性调频信号，对所述距离频域的回波数据进行距离向脉冲压缩处理，得出距离向脉冲压缩的距离频域数据；根据线性调频信号的频谱，对所述距离向脉冲压缩的距离频域数据进行处理，得到具有线性调频编码特性的数据；对所述具有线性调频编码特性的数据进行处理，得到SAR图像数据；如此，可以对非线性调频信号为发射波形的SAR，获得聚焦良好的SAR图像，从而提升SAR的性能。

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)成像技术，尤其涉及一种针对非线性调频SAR的线性调频变标(Chirp Scaling，CS)成像方法和装置。

背景技术

SAR是一种高分辨率成像雷达，可以在能见度极低的气象条件下得到类似光学照相的高分辨雷达图像，SAR通常装在飞机或卫星上，按平台的运动航迹来测距和二维成像。线性调频(Linear Frequency Modulation，LFM)信号是SAR中最常用的发射波形，这种波形通过匹配滤波后，生成的响应函数，经归一化后的峰值旁瓣比(PSLR，Peak Side LobeRatio)为-13dB。为了抑制旁瓣的高度，通常采用加权窗函数、自适应滤波和优化算法，但这些抑制旁瓣的高度的方法会使得匹配滤波器失配，进而降低了输出的信噪比(Signal toNoise Ratio，SNR)。

相比于LFM信号，非线性调频(Non-Linear Frequency Modulation，NLFM)信号的脉冲压缩结果可以获得很低的PSLR，并且，并没有损失输出SNR。通过相关实验，NLFM信号可以避免SNR的1-2dB损失，相当于节省25％的天线发射功率。对于能量紧缺的雷达系统中，采用NLFM信号作为发射波形可以提升系统性能。

CS算法是基于Papoulis提出的Scaling原理，通过对线性调频信号进行频率调制，实现对该信号的变标和平移。该算法能兼顾成熟、简单、高效和精确等因素，至今仍是使用最广泛的成像处理算法之一。但是其要求回波信号具有线性调频信号特性，对于非线性调频信号其不适用。

发明内容

本发明实施例期望提供一种针对非线性调频SAR的CS成像方法和装置，能够对非线性调频信号为发射波形的SAR，提供基于CS算法的成像方法。

本发明实施例提供了一种针对非线性调频SAR的CS成像方法，所述方法包括：

在发射非线性调频信号后，对回波数据进行距离向傅里叶变换，得到距离频域的回波数据；

根据所述非线性调频信号，对所述距离频域的回波数据进行距离向脉冲压缩处理，得出距离向脉冲压缩的距离频域数据；

根据线性调频信号的频谱，对所述距离向脉冲压缩的距离频域数据进行处理，得到具有线性调频编码特性的数据；

对所述具有线性调频编码特性的数据进行处理，得到SAR图像数据。

上述方案中，所述根据所述非线性调频信号，对所述距离频域的回波数据进行距离向脉冲压缩处理，得出距离向脉冲压缩的数据，包括：

对所述非线性调频信号进行补零，使补零后的非线性调频信号的长度等于所述非线性调频信号对应的原始回波数据的长度；对所述补零后的非线性调频信号进行傅里叶变换和取共轭操作，得到处理后的非线性调频信号；对所述处理后的非线性调频信号与所述距离频域的回波数据进行相乘，得到距离向脉冲压缩的距离频域数据。

上述方案中，所述根据线性调频信号的频谱，对所述距离向脉冲压缩的距离频域数据进行处理，得到具有线性调频编码特性的数据，包括：