高速平台超高分辨率SAR数据预处理方法

摘要

本发明提供了一种高速平台超高分辨率SAR数据的预处理方法，主要克服现有传统SAR成像技术对于高速平台超高分辨率SAR回波成像精度不高的问题，其实现过程是：首先判断SAR回波数据方位频谱是否混叠，对方位频谱混叠的SAR回波进行方位解模糊处理；接着对SAR回波数据进行“走停运动”假设判断，对不满足“走停运动”假设判断式的SAR回波数据进行相位补偿，将其转化为基于“走停运动”假设构建的SAR回波。本发明扩展了传统SAR成像技术的适用范围，经过本发明预处理，使高速平台超高分辨率SAR回波数据可以继续采用基于“走停运动”假设的传统SAR成像技术进行成像，可应用于星载、弹载以及超高音速无人机超高分辨率SAR成像处理。

主权项

1.一种高速平台超高分辨率SAR数据预处理方法，包括如下过程： (1)接收高速平台超高分辨率SAR回波数据，并采用正交解调法对该回波数据进行去载频处理； (2)判断SAR回波数据方位频谱是否混叠，当方位多普勒带宽B_a大于方位采样率PRF时，则判为SAR回波数据存在方位频谱混叠，转入步骤(3)，反之转入步骤(4)； (3)将SAR回波数据与一个随距离向频率变化的二次相位参考函数作卷积操作，完成对SAR回波数据的方位解模糊处理，该二次相位参考函数表达式为： 其中：f_c为发射信号的载频，f_r为基带距离向频率，v为SAR运动平台有效速度，t_m为方位时间，R_ref为场景中心线到雷达的最近距离，c为光速； (4)利用“走停运动”假设判断式确定SAR回波信号是否满足“走停运动”假设，若SAR回波数据满足构建的“走停运动”假设判断式，则认为该高速平台超高分辨率SAR系统符合“走停运动”假设，结束预处理，反之则需要将SAR回波数据补偿为基于“走停运动”假设构建的SAR回波信号，执行步骤(5)，该“走停运动”假设判断式为： 其中：B为发射脉冲的带宽，T_P为发射脉冲的时宽，v_{r_max}表示目标与雷达的最大径向速度，T_a为合成孔径的时宽，γ为发射脉冲的调频率； (5)在距离频域/方位频域，将SAR回波数据与构建的第一次相位补偿参考函数进行矩阵点乘，完成对SAR回波数据的第一次相位补偿， 该第一次相位补偿参考函数如下： 其中：f_d为多普勒频率； (6)将进行了第一次相位补偿后的SAR回波数据进行方位向逆傅里叶变换，将其变换到距离频域/方位时域，并在距离频域/方位时域，将SAR回波数据与构建的第二次相位补偿参考函数进行矩阵点乘，完成对SAR回波数据的第二次相位补偿，得到满足“走停运动”假设的SAR回波数据，该第二次相位补偿参考函数如下：