[发明专利]一种星载滑动聚束合成孔径雷达的信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对合成孔径雷达信号进行处理的方法，特别涉及一种滑动聚束模式大场景斜视条件下的信号处理方法。

背景技术

合成孔径雷达(SAR)是一种对地侦察成像的典型雷达系统，主要用于军事侦察和灾害监测，它是目前能够实现全天时，全天候工作的重要微波遥感仪器之一。目前，常见的合成孔径雷达工作模式主要有条带模式、扫描模式、聚束模式、滑动聚束模式以及TOPS模式等等。在这几种SAR成像模式中，条带模式可以实现方位向宽测绘带，然而难以实现高分辨率；扫描模式下虽然可以同时获得距离向上和方位向上宽的测绘带，但是以牺牲分辨率为代价的，其分辨率比同等情况下的条带模式更低；聚束模式虽然可以获得高分辨率，然而其方位向上的测绘带很小，只有一个波束足迹的大小；滑动聚束模式可以突破聚束模式的限制，不仅可以实现高分辨率也可以实现宽的方位向测绘带。滑动聚束模式的处理算法主要有子孔径方法以及基于方位向预处理的方法。其中子孔径处理滑动聚束模式的信号处理框图如图1所示。基于方位向预处理的滑动聚束处理框图如图2所示。现有滑动聚束合成孔径雷达的信号处理方法可以概括为：采集回波信号，采用子孔径或者是采用方位向预处理的方法降低PRF，避免成像的方位向模糊，再采用常规的算法，比如CS算法，RD算法，RMA算法进行成像。

在卫星或者飞机实际飞行过程中，由于控制或其它原理，可能会造成天线相位中心指向的目标多普勒频移并不为零，天线相位中心存在一定程度的斜视角。斜视角的存在将造成雷达成像时会信噪比损失，方位模糊度下降，图像偏移。另外，星载合成孔径雷达波束照射的范围大，尤其是高分辨率成像中，场景的空变性不能够忽略。现有的滑动聚束SAR成像算法没有考虑到斜视角下的情况，也没有考虑对大场景下的情况进行场景空变性的补偿，没有对各个子孔径的相位进行一致性补偿(在多个子孔径进行最后拼接时会影响图像质量)，以上的三个方面都会影响成像质量。因此，必需研制一种能够在大场景斜视条件下提高图像质量的滑动聚束SAR成像算法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种星载滑动聚束合成孔径雷达的信号处理方法，能够在大场景斜视条件下提高成像质量。

本发明包括如下技术方案：

一种星载滑动聚束合成孔径雷达的信号处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)对采集的滑动聚束合成孔径雷达原始数据进行子孔径划分；

(2)对划分后的每一个子孔径数据分别进行如下处理：

进行方位向FFT变换；将方位向傅里叶变换后的数据乘以变标因子；进行距离向FFT变换，然后进行距离压缩及距离徙动校正；进行距离向逆FFT变换；逆FFT变换后做方位向压缩并补偿剩余相位；方位向压缩后进行二次项补偿；然后进行方位向逆FFT变换；方位向逆FFT变换后进行去调频处理；

(3)对处理后的子孔径数据进行合成，合成一个全孔径数据；

(4)对全孔径数据进行方位向FFT变换；

(5)进行残留调频补偿；

(6)进行方位向逆FFT变换；

(7)进行Specan补偿，使得信号具有相位保持性。