[发明专利]基于频域矫正模型的高分辨宽测绘带SAR频域NLCS成像方法

说明书

本发明公开了基于频域矫正模型的高分辨宽测绘带SAR频域NLCS成像方法，包括：S11.构建机载雷达平台成像的几何构型；S12.对构建的几何构型中点目标的回波信号进行线性距离走动徙动校正、KT变换、一致距离徙动校正、二次距离补偿，完成距离向处理；S13.对距离向处理前后点目标的距离历程变化进行分析，建立频域模型得到进行多普勒中心搬移的依据；S14.对回波信号的频谱进行搬移，并结合NLCS算法实现方位均衡及方位压缩处理。本发明通过对单站SAR的回波特性进行分析，推导了以方位轴点目标为参考点的多普勒参数空变解析式，获得了准确的均衡、压缩函数，提升了NLCS算法的成像性能。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及基于频域矫正模型的高分辨宽测绘带SAR频域NLCS成像方法。

背景技术

SAR作为一种高分辨率成像雷达，其利用雷达平台与目标的相对运动将真实天线孔径合成为大尺寸的等效孔径，进而获得方位向高分辨率，在军事和民用领域发挥了重要作用，然而，SAR系统特殊的几何构型和回波特性在带来诸多优势的同时也使成像算法面临挑战，回波数据的二维空变特性降低了距离单元徙动校正(Range Cell MigrationCorrection，RCMC)的准确性，导致了方位向多普勒参数空变特性分析和均衡难度增加，最终降低成像性能。因此，传统的雷达成像算法难以直接用于处理高分辨宽测绘带单站SAR成像，需要针对其特有问题进行改进。

非线性调频变标(Non-Linear Chirp Scaling,NLCS)算法是经典的SAR成像算法，应用广泛。NLCS算法具有优秀的空变处理能力并且成像效果良好，后续的许多算法都是基于该算法演变而来。虽然NLCS算法能在一定程度上进行单站SAR成像，但是由于NLCS算法在处理过程中对多普勒中心空变分量忽略，使其成像能力具有局限性，而随着斜视角增加和测绘带变宽，忽略的多普勒中心空变分量会严重影响聚焦效果。

因此，本发明提供了基于频域矫正模型的高分辨宽测绘带SAR频域NLCS成像方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了基于频域矫正模型的高分辨宽测绘带SAR频域NLCS成像方法，通过对单站SAR的回波特性进行分析，建立频域模型并推导了以方位轴点目标为参考点的多普勒参数空变解析式，获得了准确的均衡、压缩函数，提升了NLCS算法的成像性能。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

基于频域矫正模型的高分辨宽测绘带SAR频域NLCS成像方法，包括：

S1.构建机载雷达平台成像的几何构型；

S2.对构建的几何构型中点目标的回波信号进行线性距离走动徙动校正、KT变换、一致距离徙动校正、二次距离补偿，完成距离向处理；

S3.对距离向处理前后点目标的距离历程变化进行分析，建立频域模型得到进行多普勒中心搬移的依据；

S4.对回波信号的频谱进行搬移，并结合NLCS算法实现方位均衡及方位压缩处理。

进一步的，所述步骤S1具体为：构建机载雷达平台成像几何构型，其中雷达平台以恒定的速度v沿着y轴飞行；雷达平台在方位t＝0时刻的初始位置为(0,y_r,h_r)，h_r表示机载平台的高度；

点目标P(x,y,0)的收发斜距和为：

其中，t为点目标P的方位时间；

将收发斜距和在t＝0处进行泰勒级数展开得到：