专利名称：多通道波束指向sar的全孔径成像方法
技术领域：
本发明属于雷达信号处理领域，特别涉及多通道波束指向合成孔径雷达SAR的全孔径成像方法，适用于星载平台SAR成像处理。
背景技术：
在常规的星载SAR系统中，方位高分辨率要求提高方位带宽，方位带宽提高后，需要一个较大的方位采样率PRF避免方位向的模糊。而大的场景覆盖面积又要求一个较小的PRF，用以保证相邻回波序列不发生重叠。因此，被观测场景的方位分辨率和场景的大小是 一对矛盾。为保证大的观测场景并解决方位向的模糊问题，提出了多通道SAR体制。多通道SAR系统中，PRF通常会小于信号方位带宽，这样就会引起方位向的模糊，所以必须进行方位信号的恢复重建。目前多通道SAR的方位信号恢复方法主要是两大类第一类方法从信号与系统的角度出发，利用系统转移函数描述多通道系统，然后通过逆系统的概念恢复无混跌的信号；第二类方法从雷达成像处理中合成阵列的概念处理，通过分析不同模糊频率在合成阵列中的物理意义，利用零极点波束形成的方法无模糊恢复信号。这两种方法均在应用实际数据，并取得较好的结果，然而这两种方法只是针对条带式SAR的。为了获得更加灵活的方位场景宽度和分辨率，可以通过波束指向SAR,如聚束SAR,滑动聚束SAR或TOPS SAR等来控制分辨率。然而，波束指向SAR在数据录取的过程中，天线指向发生变化，导致整个数据的方位带宽远高于信号瞬时带宽，超过了条带式多通道SAR信号重建要求。针对这一问题，Nicolas等提出了一种“阶梯”的重建方法，用于处理多通道T0PSSAR数据，该方法利用子孔径成像处理有效解决了多通道TOPS SAR信号重建问题。然而在子孔径处理中，小的PRF会导致方位出现很多的数据块，并导致复杂的操作，如重叠数据的选取和子孔径数据拼接等。另外，扇贝现象也会以PRF为周期出现。以上方法并不能很好地解决多通道波束指向SAR的成像处理问题。

发明内容
本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提供一种多通道波束指向SAR的全孔径成像方法，以实现宽场景下的高分辨成像。实现本发明目的的技术思路是对接收原始合成孔径雷达SAR的回波信号，在方位频域和波束域对回波信号进行压缩处理，通过运用后多普勒空时自适应处理方法对方位模糊的回波信号进行恢复，并结合多普勒成像算法对回波信号进行距离徙动的校正和距离向、方位向的压缩处理，实现成像。具体步骤包括如下(I)采用一发多收的通道方式全孔径接收原始SAR回波信号；(2)对回波信号进行方位带宽压缩处理和波束压缩处理；2a)根据回波信号形式，构建方位带宽压缩函数H' (ta，Xm)和波束压缩函数H(ta，Xj为H(ta, Xm) = exp (^-βπα (ta — U) Xm - jirdX^ )，Xm) = exp (-jTTjfi — j2wtu )其中，ta为方位慢时间，Xm为第m个通道到参考通道的方位间距，tr为方位参考时间，a和β为未知参数，exp为以自然对数e为底的指数函数，f；为方位参考频率，Y为未知参数；2b)将回波信号与方位带宽压缩函数H' (ta，Xm)和波束压缩函数H(ta，Xm)相乘，
得到回波信号在方位时域-波束域的表示式S (ta，Xffl)
权利要求
1.一种多通道波束指向SAR的全孔径成像方法，包括如下步骤 (1)采用一发多收的通道方式全孔径接收原始SAR回波信号； (2)对回波信号进行方位带宽压缩处理和波束压缩处理； 2a)根据回波信号形式，构建方位带宽压缩函数H' (ta，Xffl)和波束压缩函数H(ta，Xffl)为
2.根据权利要求I中所述的多通道波束指向SAR的全孔径成像方法流程，其中步骤(4)所述的将恢复重建后的回波信号变换到二维频域，得到二维频域的回波信号Stl(I)，按如下步骤进行 4a)将方位频率fa用一个新的坐标变量τ a表示，即fa = - γ X τ a，将fa = - γ X τ a代入恢复重建后的回波信号S (fa)中，得到变换后的回波信号S(_ Y τ3)； 4b)根据变换后的回波信号S (-Y \)，构造相位函数11(^) ft(To) = exp(-jTnr2). 4c)将变换后的回波信号S(_ Y Ta)与相位函数h(Ta)相乘，得到回波信号新的表示式 S ( τ a)
全文摘要
本发明公开了一种多通道波束指向SAR的全孔径成像方法，主要解决宽场景下成像分辨率低的问题。其实现过程是(1)采用一发多收的通道方式全孔径接收原始SAR回波信号；(2)对回波信号进行方位带宽压缩处理和波束压缩处理；(3)利用后多普勒空时自适应处理方法对压缩后的回波信号进行恢复重建；(4)将恢复重建后的回波信号变换到二维频域；(5)利用多普勒成像算法对二维频域的回波信号进行距离徙动校正和脉冲压缩，实现成像。本发明利用波束指向SAR提高了方位分辨率，并通过波束域和角度域的压缩解决了波束指向SAR带宽过宽的问题，同时简化了成像处理流程，提高了成像处理效率，可用于宽场景、高分辨要求下的星载平台SAR成像。
文档编号G01S13/90GK102928839SQ201210403100
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者孙光才, 邢孟道, 张升, 保铮 申请人:西安电子科技大学