[发明专利]一种用于曲线合成孔径雷达的成像方法

权利要求书

1.一种用于曲线合成孔径雷达的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对原始回波进行距离向的预处理，得到距离压缩后的回波信号s_ic(τ,t)：

其中σ_t为散射点反射系数，τ为快时间，t为慢时间，T_p为信号脉冲宽度，R_a(t)为雷达到场景中心的斜距，c为光速，f_c为信号中心频率，α为信号的调频率，△R(t)为剩余斜距；令K、K_c和B_K分别表示信号波数、波数中心以及波数带宽，然后将s_ic(τ,t)表示为波数—慢时间域(K,t)的信号s_ic(K,t)：

其中B为信号带宽；

S2、将波数K从(K,t)域转换为(K_x,K_y)域，K_x和K_y是二维矩阵，表示回波信号波数域在直角坐标上的坐标分布，其计算过程为：

为雷达的俯仰角参数，θ为雷达的方位角参数；

S3、将波数域分布映射为二值图像矩阵I_k，首先确定波数域分布的外接矩形坐标：

其中K_xmin为K_x矩阵中的最小值，K_xmax为K_x矩阵中的最大值，而K_ymin为矩阵K_y中的最小值，K_ymax为K_y矩阵中的最大值；然后计算外接矩形的长L＝K_xmax-K_xmin和宽W＝K_ymax-K_ymin，选定矩阵大小为1024×1024，得到波数域内波数分布的间隔为：

将波数域分布映射为二值图像矩阵I_k，波数域与二值图像矩阵对应的实际索引表示为：

其中round为四舍五入取整函数，K_i矩阵为实际索引的行值矩阵，K_y矩阵为实际索引矩阵的列值矩阵；I_k为N×M的矩阵，N＝K_imax，M＝K_jmax，K_imax为K_i矩阵的最大值，K_jmax为K_j矩阵的最大值；

然后进行映射，将K_i和K_y矩阵中的索引数据一一对应的映射到二值图像矩阵I_k上，其过程是通过二维矩阵遍历，将K_i和K_y矩阵中的对应索引在I_k矩阵中赋值为1，此时由于索引有缺失，因此需要再次通过二维矩阵遍历，首先从前往后遍历寻找I_k矩阵中每行中第一个被赋值为1的列索引，记为start，然后从后往前遍历寻找I_k矩阵中每行中第一个被赋值为1的列索引，记为end，然后将每行的[start,end]列索引的数据赋值为1，就完成了映射；映射完以后，值为1的点即为映射点，值为0的点为空白点；

S4、将插值区域分布映射为单值图像矩阵I_e，首先确定插值区域分布的大小，插值区域分布为正方形区域，其宽度△K表示为：

其中，ρ_a为方位向分辨率；根据插值区域分布宽度△K与波数域分布外接矩形宽W的比值来确定单值图像矩阵I_e的行P和列Q的大小：

而单值图像矩阵I_e中的数据均赋值为1；

S5、从I_k的波数中心索引(I_kcx,I_kcy)处开始进行搜索，分别计算当前索引的前后左右四个索引下的覆盖面积，然后找到下一步搜索的索引为date_max的索引[x,y]：

date_max＝max(date(i+1,j),date(i-1,j),date(i,j+1),date(i,j-1))

然后以索引[x,y]为中心，继续搜索，直到当前索引的前后左右四个索引下的覆盖面积都比当前索引的覆盖面积小的时候，停止搜索，记此时的索引为[I_ei,I_ej]；

S6、将搜索到的坐标索引[x,y]重新反映射到波数域分布内，从而确定插值区域的位置，表示为：

其中，K_x(x,y)表示K_x矩阵在[x,y]索引处的波数值，K_y(x,y)表示K_y矩阵在[x,y]索引处的波数值，K_exmin、K_exmax、K_eymin、K_eymax分别表示插值区域的四个边界坐标值，将其连起来所包围的区域即为插值区域；

S7、对s_ic(K,t)的第k帧信号回波s^k(K,t)进行均匀插值，得到直角坐标系下的直角波数谱s^k(K_x,K_y)，最后利用二维快速傅里叶变换进行成像处理。