[发明专利]一种改进的基于频域频谱重建的频率步进SAR成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进的基于频域频谱重建的频率步进SAR成像方法，属于SAR成像技术领域。

背景技术

基于频域频谱重建的频率步进SAR成像方法主要分为两类：①先做距离压缩和频域频谱重建，然后进行距离徙动校正和方位聚焦处理；②先进行二维聚焦处理，再做距离频域频谱重建。对于第①种方法，需要在距离频谱重建前进行距离压缩操作，但这种结构无法和一种高效的成像算法——CS类算法相结合使用，因此其适应性较第②种方法差。但第②种方法存在一个问题：在二维聚焦处理后，回波数据的距离频谱会发生扭曲，尤其是在高分辨率SAR系统中扭曲的程度增大，这很可能导致距离频谱混叠。如果这种距离频谱混叠现象发生，距离频谱重建将无法实施。在目前已有的技术中，还未发现解决该距离频谱混叠现象的方法。

发明内容

本发明的目的是针对目前先进行二维聚焦处理，再做距离频域频谱重建的频率步进SAR成像方法(背景技术中提到的第②种方法)中可能存在的距离频谱混叠问题，提出一种改进的基于频域频谱重建的频率步进SAR成像方法。

一种改进的基于频域频谱重建的频率步进SAR成像方法，其基本实施过程包括步骤一至步骤五，具体为：

步骤一、对载波频率n点步进的频率步进SAR回波数据按信号载波频率进行分组，得到不同载波频率的n组子带回波数据，其中n≥2且n为正整数；每组子带回波数据包含m条距离线的数据，m为正整数。

步骤二、判断步骤一所述子带回波数据在做二维聚焦处理后，其距离频谱是否会发生混叠；如果会发生频谱混叠，则对子带回波数据的距离频谱进行拓展操作，然后进行步骤三的操作；否则，直接进行步骤三的操作。

所述判断子带回波数据在做二维聚焦处理后，其距离频谱是否会发生混叠的方法具体为：如果Δf≥Δf_threshold，则判断子带回波数据在做二维聚焦处理后，其距离频谱会发生混叠。其中，Δf为步进频率间隔；Δf_threshold为门限步进间隔，f_s为采样率；β_A为方位波束宽度；f₀为载波频率；B_r为子带回波带宽且B_r≥Δf。如果Δf＜Δf_threshold，则判断子带回波数据在做二维聚焦处理后，其距离频谱不会发生混叠。

所述对子带回波数据的距离频谱进行拓展操作的具体方法为：把子带回波数据通过傅里叶变换转换到距离频域，并在距离频谱的两端通过补零把距离频域范围拓展到B_{r_extendHz}；其中，Br_extend=α(18βA2f0+[18βA2(n-12)+12]Δf+12Br),]]>α为过采样系数且1＜α≤1.3；即：如果距离向的原有点数用符号N_r表示，距离频谱两端的补零点数用符号N_{r_zeros}表示，表示向上取整。