[发明专利]基于CS算法的弹载SAR校正大场景距离徙动的成像方法

说明书

基于CS算法的弹载SAR校正大场景距离徙动的成像方法，本发明涉及弹载SAR校正大场景距离徙动的CS方法。本发明的目的是为了解决现有弹载SAR距离多普勒算法不适用于宽测绘带大场景成像的情况，导致目标成像存在较大误差的问题。过程为：一、获取原始数据，采用级数反演法推导回波数据的二维频谱表达式；二、得到原始数据方位傅里叶变换后的数据；三、构造线频调变标函数；得到补偿一致后的数据；四、对补偿一致后的数据进行距离向傅里叶变换；五、对四的结果进行距离徙动校正与脉冲压缩后作距离向逆傅里叶变换；六、将五的结果乘以方位向脉压与相位补偿函数，再进行方位向IFFT得到SAR图像；本发明用于雷达成像技术领域。

技术领域

本发明涉及弹载SAR校正大场景距离徙动的CS方法。

背景技术

在弹载SAR对场景成像过程中，由于合成孔径雷达为大阵列的宽频带发射信号，场景回波信号在距离维与方位维会存在不可避免的耦合，即成像系统中的距离徙动，它的存在使得系统响应呈现为快时间域与慢时间域的二维曲线。同时相比传统的机载SAR，弹载平台具有更为复杂的运动特征：速度快，非匀速变换，雷达到目标的斜距变化复杂。

传统的机载SAR成像算法虽然考虑了雷达平台探测场景中目标距离的空变性，但对于弹载SAR成像模型，导弹平台极快的飞行速度以及复杂的运动特征导致目标的距离徙动与常规SAR模型有很大的差异，传统的SAR成像算法不能直接使用。至于现有的弹载SAR距离多普勒(RD)算法，其同样采用级数反演法对目标回波数据的二维频谱表达式进行推导，但在对二维频谱进行处理时通常将目标的位置变量用场景中心点的坐标来代替。这种近似对场景中心线附近的目标可以较为良好的效果进行距离徙动校正及方位向聚焦，而对大场景模型下其他位置距离场景中心较远的目标则存在较大的误差。因此当雷达成像测绘带宽度扩展至大场景时，位置坐标距离差的变化会直接导致距离场景中心线较远处的目标出现距离徙动过校正或欠校正以及方位向散焦的情况。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有弹载SAR距离多普勒算法不适用于宽测绘带大场景成像的情况，导致目标成像存在较大误差的问题，而提出基于CS算法的弹载SAR校正大场景距离徙动的成像方法。

基于CS算法的弹载SAR校正大场景距离徙动的成像方法具体过程为：

步骤一、雷达对场景目标回波进行采样，获取原始数据，采用级数反演法推导回波数据的二维频谱表达式；

步骤二、对原始数据进行方位向FFT，将原始数据由时域变换到方位多普勒域得到

所述FFT为快速傅立叶变换；为距离向时域时间；t_m为方位向时域时间；R₀为雷达到目标的瞬时距离；为原始数据方位傅里叶变换后的数据；ΔR为目标相对场景中心的距离位置偏移；f_a为方位频域；

步骤三、将二维频谱总相位项Φ(f_r,f_a)中距离频域的一次项系数在ΔR＝0处作泰勒展开，构造线频调变标函数H₁；

将乘以H₁使场景内所有距离单元的目标消除距离徙动的空间变化特性，全部调整至与场景中心线的距离徙动一致，得到

步骤四、对步骤三完成的补偿一致后的数据进行距离FFT变换到二维频域f_r-f_a，得到S₃(f_r,f_a,R₀)；

S₃(f_r,f_a,R₀)为将进行距离向傅里叶变换后的数据；f_r为距离频域；