[发明专利]基于时频旋转后向投影算法的SAR成像方法

摘要

一种基于时频旋转后向投影算法的SAR成像方法，其方法步骤是：(1)接收一个合成孔径雷达SAR回波信号；(2)对合成孔径雷达SAR回波信号进行去斜处理；(3)对去斜后的两维时频域信号进行时频旋转；(4)对时频旋转后的两维时频域信号进行剩余相位补偿；(5)对剩余相位补偿后的两维时域信号进行距离脉压；(6)计算回波时延；(7)对距离维逆傅里叶变换后的两维时域信号进行后向投影成像。本发明通过对接收的合成孔径雷达SAR回波信号进行时频旋转，压缩了原始回波信号的方位采样间隔，有效减少了方位采样点数，降低了后向投影算法的复杂度，提高了成像效率。

主权项

1.一种基于时频旋转后向投影算法的SAR成像方法，其特征在于，用去斜后的合成孔径雷达SAR回波信号与时频旋转函数相乘，得到时频旋转后的回波信号；选取时频旋转后的回波信号与录入的成像目标区域的数字高程DEM数据结合，利用后向投影算法完成SAR成像；该方法的具体步骤包括如下：(1)接收一个合成孔径雷达SAR回波信号；(2)对合成孔径雷达SAR回波信号进行去斜处理：(2a)利用快速傅里叶变换的公式，对接收的合成孔径雷达SAR两维时域回波信号进行方位维快速傅里叶变换，得到方位维为多普勒域的两维时频域信号；(2b)用两维时频域信号与去斜函数相乘，得到去斜后的两维时频域信号；(3)对去斜后的两维时频域信号进行时频旋转：(3a)利用逆傅里叶变换公式，对去斜后的方位维为多普勒域的两维时频域信号进行方位维逆傅里叶变换，得到两维时域信号；(3b)用两维时域信号与时频旋转函数相乘，将两维时域信号的方位时域旋转到方位频域，得到时频旋转后的方位维为多普勒域的两维时频域信号；(4)对时频旋转后的两维时频域信号进行剩余相位补偿：(4a)利用逆傅里叶变换公式，对时频旋转后的方位维为多普勒域的两维时频域信号进行方位维逆傅里叶变换，得到两维时域信号；(4b)用两维时域信号与剩余相位补偿函数相乘，得到剩余相位补偿后的两维时域信号；(5)对剩余相位补偿后的两维时域信号进行距离脉压：(5a)利用傅里叶变换公式，对剩余相位补偿后的两维时域信号进行距离维快速傅里叶变换，得到距离维为频域的两维时频域信号；(5b)用两维时频域信号与距离脉压函数相乘，得到距离脉压后的两维时频域信号；(5c)利用逆傅里叶变换公式，将距离脉压后的距离维为频域的两维时频域信号进行距离维逆傅里叶变换，得到两维时域信号；(6)计算回波时延：(6a)将成像目标场景均匀划分成与合成孔径雷达SAR回波信号采样点数量相等的网格；(6b)按照下式，计算每个方位时刻合成孔径雷达SAR辐射成像目标场景中每个网格接收回波的时延：其中，tη(i,j)表示第η个方位时刻合成孔径雷达SAR辐射成像目标场景中第i行第j列网格接收到回波的时延，Rη(i,j)表示第η个方位时刻合成孔径雷达SAR到成像目标场景中第i行第j列网格的距离，c表示光速；(6c)将合成孔径雷达SAR辐射成像目标场景中，所有网格接收到回波的时延组成时延矩阵；(7)对距离维逆傅里叶变换后的两维时域信号进行后向投影成像：(7a)用距离维逆傅里叶变换后的两维时域信号中的每个方位维信号与对应的相位补偿函数相乘，得到相位补偿后的方位维信号；(7b)将所有相位补偿后的方位维信号进行累加，得到最终的合成孔径雷达SAR成像结果。