[发明专利]一种合成孔径雷达旁瓣抑制方法

说明书

本发明涉及一种合成孔径雷达旁瓣抑制方法，本发明针对SAR图像频谱支撑域中每个像素点添加一个余弦底座的非线性频域加权窗函数，该窗函数的权重由图像附近的三个点的幅值经过特定加权公式计算得到，该权重值可以从负无穷到正无穷变化，从而降低甚至消除SAR图像的旁瓣，并且距离主瓣远处的旁瓣也能得到有效抑制，而且在有效抑制旁瓣的同时，能使SAR系统图像主瓣变窄，有效提高SAR系统图像的分辨率，本发明具有很强的适应性，甚至在SAR系统参数未知的情况下，也可对SAR图像进行旁瓣抑制，鲁棒性强，计算复杂度低。

技术领域

本发明属于雷达成像领域，具体涉及一种合成孔径雷达旁瓣抑制方法。

背景技术

对于一幅合成孔径雷达(syntheticaperture radar，SAR)图像，其图像质量指标主要有以下几个方面：1)图像分辨率，决定了图像中能分离的两个目标最小距离；2)峰值旁瓣比和积分旁瓣比，反映了信号旁瓣对图像的影响；3)模糊度和保真度等。由于SAR成像系统所获取的回波信号的频谱是有限支撑分布，使得经过傅里叶变换后，回波信号的脉冲响应具有很高的旁瓣，尤其是掺杂干扰信号时，这一现象尤为明显。旁瓣干扰会影响附近弱小目标的观测性能，并且，旁瓣还会导致SAR图像对比度降低，因此，旁瓣抑制对于改善SAR系统成像质量有着重要的意义。

目前针对旁瓣抑制的方法，一类是频域加窗法，例如文献《直接加窗加权旁瓣抑制技术研究》等，这类方法会造成主瓣展宽，使得图像分辨率降低，并且，这类方法没有自适应性；另一类是基于谱分析理论的超分辨成像方法，相关参考文献有“Two-dimensionalsuper-resolution spectral analysis applied to SAR images,IEE Proc-Radar,SonarN avig,vol.145,No.5,October 1998,pp 281-290”等，但是这类算法主要是针对图像分辨率的改善，复杂的计算使得它们在工程实践中难以实现；另一类是文献“Stankwitz H C,Kosek M R.Sparse aperture fill for SAR using Super-SVA.Proceedings of the1996 IEEE National Radar Conference,Ann Arbor,13-16 May 1996:70-75”中提到的SVA算法，但是这种方法一个缺陷是需要两次傅里叶变换，运算量比较大，另外一个缺陷是这种方法会导致远处的旁瓣升高1-2个dB，这种现象对于分布式目标来说，叠加起来之后影响是很严重的，并且该方法为了避免反加权之后出现奇异点，对信号频谱的先验条件要求比较苛刻，在实际工程中拓展性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合成孔径雷达旁瓣抑制方法，针对SAR图像频谱支撑域中每个像素点添加一个余弦底座的非线性频域加权窗函数，该窗函数的权重由图像附近的三个点的幅值经过特定加权公式计算得到，该权重值可以从负无穷到正无穷变化，从而降低甚至消除SAR图像的旁瓣，并且同时主瓣变窄，提高图像的分辨率。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种合成孔径雷达旁瓣抑制方法，包括以下步骤：

步骤一、获得SAR图像的大小和频谱，SAR图像距离向像素点数目为l_r，SAR图像方位向像素点数目为l_a，SAR图像距离向过采样率为f_sr，SAR图像方位向过采样率为f_sa；

步骤二、SAR图像距离向旁瓣抑制；步骤二包括以下步骤：

步骤2-1、按照公式(1)计算得到距离向加权窗函数门限：

式(1)中：K_r为对f_sr进行四舍五入运算得到的整数；