[发明专利]一种用于曲线合成孔径雷达的成像方法

说明书

本发明属于雷达成像技术领域，具体涉及一种用于曲线合成孔径雷达的成像方法。本发明通过计算波数支撑域的几何中心点，来确定插值区域的具体位置，得到覆盖更大波数支撑域范围的插值区域，能很好的利用波数支撑域内的数据信息，提高成像质量。此外，本发明呢只涉及简单的算术运算，不涉及滑窗等复杂的计算操作，因此，本发明实现方式也很简单。

技术领域

本发明属于雷达成像技术领域，具体涉及一种用于曲线合成孔径雷达的成像方法。

背景技术

合成孔径雷达利用雷达回波信号的相关性，累积雷达运动过程中回波信号的多普勒平移，在雷达的运动方向上合成等效的雷达孔径，实现高分辨成像。可实现全天时、全天候的区域监测成像。曲线合成孔径雷达是一种合成孔径雷达的新模式，其运动轨迹为曲线。分析曲线SAR模式下信号的波数域分布，由于回波径向波数向量KR的指向与雷达相对于目标的径向距离向量R相一致，因此，当雷达运动轨迹为曲线时，雷达回波的波数域也呈现不规则分布(类散点分布)，需要采用散点插值才能得到直角分布的波数谱，对于单帧合成孔径来说，该帧波数谱的支撑域范围是不规则扇形分布。一般的处理方法是对不规则扇形区域进行固定场景极坐标插值(Stabilized Scene Polar Interpolation，简称SSPI)。但由于插值区域的选择直接影响成像的分辨率，因此，选择既能兼顾成像算法效率和成像分辨率的插值区域有着十分重要的意义。

在圆周模式的SAR中，其插值区域为该波数支撑域的外接矩形。雷达回波的单帧波数支撑域为一个扇形区域，可以通过计算，得到该区域的外接矩形范围，然后通过插值算法，得到直角分布的波数谱。

但对于曲线轨迹来说，因为波数谱支撑域的分布不规则，外接矩形虽然能充分利用波数谱的数据信息，但同时也会无法约束成像的分辨率。现有的处理方法是根据分辨率匹配条件，将各帧合成孔径角设定为相同的匹配角，并依此通过先确定插值区域，然后使各帧波数谱近似覆盖相同大小的插值区域，即寻找覆盖插值区域的方位角范围内的最短帧孔径。该方法能够自适应的划分孔径大小，保证帧图像间的近似分辨率匹配。但缺点是没有考虑插值区域对波数谱支撑域的覆盖面积大小，造成对波数谱支撑域内的数据产生很大的浪费，使得聚焦能量流失，影响成像质量。

发明内容

本发明的目的，就是针对上述存在的问题及不足，提供了一种曲线合成孔径雷达的成像方法，该方法在曲线合成孔径雷达成像过程中，充分考虑回波信号的极坐标格式分布特性，通过算法改进，改善了曲线合成孔径雷达插值区域的不规则性带来的成像误差，通过分析曲线合成孔径雷达回波波数域的分布轮廓，将固定的插值区域转变为根据波数域分布轮廓来确定插值区域。是一种高效的曲线合成孔径雷达成像方法。

本发明的技术方案为：一种用于曲线合成孔径雷达的成像方法，包括以下步骤：

步骤1、对曲线SAR的原始回波数据进行距离向的预处理，即接收脉冲s_r(t,t)与参考信号s₀(t,t)进行混频，即可得到去调频后的中频信号s_i(t,t)；将中频信号s_i(t,t)转换到频域，与所对应的相位补偿函数S_c(f_t)相乘，去除剩余视频相位和包络闲置项，得到距离压缩信号S_ic(f_t,t)；

步骤2、根据帧图像间的分辨率匹配原则，寻找覆盖有效波数域方位角范围的最短帧孔径，将帧孔径进行自适应划分，得到每帧孔径覆盖边长近似为的波数谱s^k(K,t)；