[发明专利]一种星载SAR大斜视滑动聚束模式回波信号方位预处理方法及系统

说明书

一种星载SAR大斜视滑动聚束模式回波信号方位预处理方法及系统，先对回波信号在距离向进行快速傅里叶变换，将距离向信号变换到频域，得到距离频域方位时域信号；然后对得到的距离频域方位时域信号利用去距离走动滤波器进行滤波处理，实现方位距离去耦合，得到方位距离去耦合信号；然后对方位距离去耦合信号进行方位向子孔径处理，得到无混叠、方位距离去耦合二维频谱信号,该信号可用于聚焦成像处理。本发明解决了SAR大斜视角时方位距离信号强耦合问题，并利用方位向子孔径处理方法解决了方位频谱严重混叠问题，同时该子孔径处理方法通过方位向时域子块滤波处理可以减少方位子块划分个数，进而提升了处理效率。

技术领域

本发明涉及一种星载SAR大斜视滑动聚束模式回波信号方位预处理方法及系统，属于回波信号处理技术领域。

背景技术

随着星载SAR技术的发展，未来星载SAR将具备大斜视观测的能力，其通过调整天线波束指向可在单航过中对目标进行多方位角观测，能显著提升星载SAR的探测灵活性。滑动聚束模式在提升分辨率的同时，也能保证较大的覆盖面积，因此大斜视滑动聚束模式将是未来星载SAR的一种重要工作模式。

星载SAR大斜视滑动聚束模式的回波信号处理仍面临较大的挑战，主要体现在回波信号方位频谱混叠和方位距离强耦合等方面。对于斜视滑动聚束模式，其多普勒总带宽包括天线波束3dB对应的多普勒带宽、波束扫描引入的多普勒带宽、斜视角引入的多普勒带宽，远大于脉冲重复频率(PFR)，因此直接进行方位向傅里叶变换或者采用传统的去斜方法，仍会导致方位频谱混叠，无法进行聚焦处理，而采用传统的方位子孔径方法，方位向分块个数较多，影响处理效率。此外，在大斜视时，回波信号方位距离强耦合，导致采用传统的成像处理算法无法实现精确聚焦。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服现有技术的不足，提出一种星载SAR大斜视滑动聚束模式回波信号方位预处理方法及系统，解决星载SAR大斜视滑动聚束模式回波信号方位频谱混叠和方位距离强耦合问题。

本发明解决的技术方案为：一种星载SAR大斜视滑动聚束模式回波信号方位预处理方法，步骤如下：

(1)对回波信号在距离向进行快速傅里叶变换，得到距离频域方位时域信号；

(2)对步骤(1)得到的距离频域方位时域信号进行去耦合处理，得到方位距离去耦合信号；

(3)对步骤(2)方位距离去耦后信号进行方位向子孔径处理，得到无混叠、方位距离去耦合二维频谱信号。

回波信号，具体为：回波信号是指雷达接收信号经过解调、去中频处理后的基带二维复数信号。

回波信号按照储存在二维矩阵中的维度可分为距离向和方位向，距离向是指二维矩阵的行，方位向是指二维矩阵的列。

距离频域方位时域信号，具体为：距离频域方位时域信号是指距离向信号变换到频域而方位向信号为时域的信号。

距离向快速傅里叶变换，具体为：对回波信号沿距离向进行快速傅里叶变换，即能够将回波信号变换到距离频域方位时域，得到距离频域方位时域信号。

步骤(2)对步骤(1)得到的距离频域方位时域信号进行去耦合处理，得到方位距离去耦合信号，具体如下：

方位距离去耦合处理为：采用去距离走动滤波器对距离频域方位时域信号进行滤波，缓解方位距离强耦合，得到方位距离去耦合信号。

去距离走动滤波器，具体为：去距离走动滤波器表达式为：

其中，f_τ为距离向频率，f₀为中心频率,f_dc,ref为多普勒中心频率，t为方位时间。