[发明专利]一种子孔径SAR大斜视改进Omega‑K成像方法

说明书

技术领域

本发明属于SAR成像技术领域，特别涉及一种子孔径SAR大斜视改进Omega-K成像方法，可用于机载、星载平台的SAR成像处理。

背景技术

SAR(合成孔径雷达)作为一种主动探测工具能够对观测场景进行高分辨微波成像，在遥感领域得到广泛应用。其通过发射宽频带的信号获得距离维的高分辨特性，而方位维则利用平台运动产生的多普勒信息实现高分辨。

近年来随着各种成像算法的成熟和发展，兼顾成像质量的同时，实时性成为很多成像系统的必备要求。子孔径概念的提出一定程度解决了成像质量与成像效率这对矛盾，由于子孔径数据成像具有录取时间短、积累的相位误差小等特点，可在适当损失分辨率的代价下简化处理流程，减小了运动补偿复杂度、计算量和存储量，实现实时成像。

而对于大斜视(斜视角大于45度)成像，最大的困难在于解决由大的斜视角所带来的距离单元徙动以及距离方位向的二维耦合问题。传统的斜视SAR成像方法大都是通过一定的近似消除这种耦合，包括距离多普勒算法(RDA)，调频变标算法(CSA)，SPECAN算法等，但这种近似在一定程度上使其使用范围得到限制。而Omega-K算法则可以通过Stolt插值实现无近似的RCM校正解耦合，是一种较为理想的成像方法。

现有Omega-K算法主要针对于全孔径成像的研究，并且忽略大斜视角所带来的波数谱支撑区的斜拉特性，较大的影响了成像质量。另外，传统的Omega-K算法直接应用于子孔径数据则会导致方位位置的混叠错位，无法反应真实方位位置，同时无法进行统一方位的加窗抑制旁瓣。

发明内容

本发明的目的在于提出一种子孔径SAR大斜视改进Omega-K成像方法，本发明将斜视二维波数谱正侧化为正侧视情况,增大波数域支撑区的利用率，并通过方位重采样解决方位调频率的空变，进而改善在大斜视情况下的成像质量。同时该发明能够适用于子孔径数据成像，解决了由于子孔径方位位置支撑区较小而出现的方位混叠问题，并实现了方位的统一加窗处理。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种子孔径SAR大斜视改进Omega-K成像方法包括以下步骤：

步骤1，利用机载合成孔径雷达发射线性调频信号，利用机载合成孔径雷达接收对应的回波信号；对回波信号进行解调，得到解调后的基带回波信号其中，为机载合成孔径雷达距离向位置变量，X为机载合成孔径雷达方位向位置变量，R₀为机载合成孔径雷达波束中心扫过场景中心点时的斜距；对基带回波信号进行距离向傅里叶变换，得出距离波数域方位空间位置域信号S₁(K_r,X)，K_r为机载合成孔径雷达距离波数变量；

步骤2，将距离波数域方位空间位置域信号S₁(K_r,X)进行距离向匹配滤波处理，得出距离匹配滤波后信号S₂(K_r,X)；

步骤3，将距离匹配滤波后信号S₂(K_r,X)乘以旋转校正函数H_LRWC(K_r,X)，得出旋转校正后信号S₃(K_r,X)，其中，旋转校正函数H_LRWC(K_r,X)＝exp[-jK_rXsinθ₀]，θ₀为机载合成孔径雷达的波束中心斜视角；

步骤4，对旋转校正后信号S₃(K_r,X)进行方位向傅里叶变换，得到二维波数域信号S₄(K_r,K_x)，K_x为机载合成孔径雷达方位波数变量；

步骤5，将R₀＝R₀'-X_nsinθ₀代入二维波数域信号S₄(K_r,K_x)的表达式中，得出第一次形式变换后的二维波数域信号S₅(K_r,K_x)；令