多通道多子带滑动聚束模式SAR成像方法

摘要

本发明公开了一种多通道多子带滑动聚束模式SAR成像方法，主要解决步进频率多通道合成孔径雷达在滑动聚束模式下的方位重建和频带合成难度大的问题。其实现过程是：1.对多通道天线进行子孔径划分，并对每个子孔径接收的回波依次进行等效相位中心的误差补偿和距离向脉冲压缩；2.对距离向脉冲压缩后的信号进行多普勒频移操作，将多普勒谱移到多普勒基带；3.计算出空域滤波的权重系数；4.利用空域滤波权重系数和基带信号进行多普勒解模糊；5.对多普勒解模糊后信号进行频带合成，完成二维频谱的重建并成像。本发明避免了高分辨率宽测绘数据的巨大计算量，提高了宽测绘带上的目标高分辨率，可用于机载或星载平台SAR多通道多子带成像。

主权项

一种多通道多子带滑动聚束模式SAR成像，包括如下步骤：(1)对步进频率多通道合成孔径雷达SF‑MIMO‑SAR的天线进行子孔径划分，并对子孔径接收的回波依次进行多通道天线等效相位中心的误差补偿和距离向脉冲压缩；(2)对距离向脉冲压缩后的信号进行多普勒频移操作，将多普勒谱搬移到多普勒基带；(3)对以上得到的多普勒基带进行方位快速傅里叶FFT处理，即将多普勒基带的第i子孔径信号转化到多普勒频域，并为了减少空域滤波器中的权重系数的计算量，继续对以上方位FFT处理后的结果按如下补偿函数H_3,n(f_a,m)进行补偿：$H_{3,n}(f_a,m)=\exp (-j2\pi \frac{X_{\mathrm{nm}}^{\prime }}{\upsilon }(f_a+f_{\mathrm{dc}}(f_c,t_i)));$式中，X′_nm是第n和m两个通道的等效位置，υ是雷达运动速度，f_a是方位多普勒频率，f_c是距离频率，t_i为第i子孔径的方位中心时间；(4)对补偿后的基带信号数据进行多普勒解模糊操作，计算空域滤波的权重系数矩阵其中：w_n(m)是第n个发射通道，第m个接收通道的回波的权重系数；(5)利用权重系数与补偿后的基带信号相乘，即进行空域滤波处理，得到多普勒解模糊后的基带信号多普勒谱S_2,n(t,f_d)：$\begin{array}{c}{S}_{2,n}(t,f_d)=w_r(t-\frac{2}{c}{R}_{\mathrm{ref}}\left(f_d\right))W_{\mathrm{azi}}\left(f_d\right)\exp (-j2\pi (f_d+f_{\mathrm{dc}}(f_c,t_i))\frac{X}{\upsilon })\\ \exp (-j\frac{2\pi }{\upsilon }{R}_b\sqrt{{\left(\frac{2\upsilon }{c}{f}_d\right)}^2-{(f_d+f_{\mathrm{dc}}(f_c,t_i))}^2})\end{array}$式中:R_ref是雷达作用的参考距离，w_r(·)为距离向的窗函数，w_azi(·)为方位向的窗函数，f_dc是多普勒中心频率，f_c是距离频率，t_i为第i子孔径的方位中心时间，f_d为方位多普勒频率；(6)对多普勒解模糊后相邻基带信号进行频带合成，依次在距离频谱上进行小数部分的频移，并将小数部分的频移后相邻基带信号转换到距离频域，进行相干叠加，完成二维频谱重建；(7)对重建后的二维频谱进行成像。