[发明专利]基于FFBP逆向处理的SAR回波信号快速仿真方法

权利要求书

1.一种基于FFBP逆向处理的SAR回波信号快速仿真方法，其特征在于，所述基于FFBP逆向处理的SAR回波信号快速仿真方法包括：

步骤一，建立信号模型，将笛卡尔坐标系下的场景复图像投影至极坐标系下，得到极坐标系下的SAR复图像；

步骤二，将极坐标系下的SAR复图像进行二维FFT，变换至二维频域，同时，利用建立的信号模型和波数矢量分解，推导SAR复图像在极坐标系下的频谱解析表示式；根据频谱的解析表示并对应上一级的子孔径大小，对二维频域下的图像信号沿方位频谱分割成两部分信号，再对两部分信号分别进行方位IFFT，得到两个低分辨的SAR复图像；

步骤三，对两个低分辨的SAR复图像投影至各自的极坐标系，得到低一级方位分辨率的SAR复图像；

步骤四，重复步骤一-步骤三，不断获得方位分辨率逐级降低的SAR复图像，直到获得每一个发射脉冲下的SAR回波信号，结束递归；

所述步骤二具体包括：

(1)引入一组正交的波数矢量和得到i(ρ,θ)的频谱解析表示式，将所有距离矢量和波数矢量沿和的方向进行分解，并利用驻相点原理POSP，得到i(ρ,θ)的近似表达式：

i(ρ,θ)≈∫∫σexp[-j(ρ₀-ρ)·K_ρ]exp[-j(θ₀-θ)·K_θ]dK_ρdK_θ；

其中：K_θ＝ρ₀K_ρ⊥，为变量θ对应的频率，K_ρ为变量ρ对应的频率，σ表示散射系数；极坐标下SAR复图像的频谱表示式为：

I(K_ρ,K_θ)＝σexp(-jρ₀K_ρ)exp(-jθ₀K_θ)；

(2)得到孔径回波信号，SAR图像以及频谱的对应关系；

对全孔径图像的频谱按照对应的孔径先进行分割方法包括：

(1)将全孔径信号分成了两个等长的子孔径信号，全孔径信号对应全孔径SAR图像，同时全孔径SAR图像对应了全孔径图像频谱；

(2)将全孔径图像频谱以K_θ＝0为中心，沿方位频率向划分为两部分，得到子孔径图像频谱1，和子孔径图像频谱2，其中，子孔径图像频谱1上对应子图像1的频谱，子图像1对应了子孔径1的回波信号，子孔径图像频谱2上对应子图像2的频谱，同时，子图像2对应了子孔径2的回波信号；

(3)将分割后得到的子孔径图像频谱1和子孔径图像频谱2进行二维IFFT，获得子孔径1和子孔径2对应的子图像1和子图像2。

2.如权利要求1所述的基于FFBP逆向处理的SAR回波信号快速仿真方法，其特征在于，所述步骤一建立信号模型，将笛卡尔坐标系下的场景复图像投影至极坐标系下，得到极坐标系下的SAR复图像包括：

(1)雷达安装在移动的飞行平台上，沿着任意曲线飞行，对于任意时刻t，天线相位中心APC的位置用x_t和y_t表示，其中x_t和y_t是关于t的函数；P₀为雷达照射场景中的任意散射点，在笛卡尔坐标系下，P₀位置用P₀(x₀,y₀)表示，在极坐标系下，P₀位置用P₀(x₀,y₀)；成像采用BP算法，在笛卡尔坐标系下，包含该点的SAR复图像表示为：

式中，表示APC到P0的距离矢量，表示发射信号对应的波数矢量；表示APC到任意网格的距离矢量，K为的模值，σ表示散射系数；

(2)将表示的SAR复图像投影至极坐标系下，得到极坐标系下的SAR复图像i(ρ,θ)。