[发明专利]机动轨迹大斜视SAR成像方法、装置及终端设备

说明书

本发明适用于SAR成像技术领域，提供了一种机动轨迹大斜视SAR成像方法、装置及终端设备，所述方法包括：基于预先构建的斜距模型获取大斜视下SAR的第一回波信号；去除第一回波信号中的多普勒频移项和快时间二次耦合项，得到第二回波信号；根据预设的线性距离徙动校正函数和距离时域扰动函数对第二回波信号进行距离向处理，得到第三回波信号；根据预设的方位时域扰动函数、方位频域相位滤波函数和高次相位补偿函数对第三回波信号进行方位向处理，得到大斜视下SAR的聚焦图像。本发明能够提高大斜视下SAR的成像质量。

技术领域

本发明属于SAR成像技术领域，尤其涉及一种机动轨迹大斜视SAR成像方法、装置及终端设备。

背景技术

SAR(Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达)作为一种微波有源成像系统，具有实时获取目标区域二维高精度图像的能力，是一种重要的战场侦察手段。而调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)SAR具有体积小、造价低和抗干扰能力强等优点，成为当前研究热点。

然而，对于FMCW-SAR来说，由于机动轨迹的非线性，一方面，脉内运动导致的多普勒频移、快时间与方位向的二次耦合严重影响了SAR的聚焦质量；另一方面，SAR斜距历程中方位平移不变性不再成立，传统的斜距模型不再适用，并且加速度和下降速度的存在使成像参数存在明显的距离空变性和方位空变性，导致SAR的成像质量差。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种机动轨迹大斜视SAR成像方法、装置及终端设备，以提高大斜视下SAR的成像质量。

本发明实施例的第一方面提供了一种机动轨迹大斜视SAR成像方法，包括：

基于预先构建的斜距模型获取大斜视下SAR的第一回波信号；

去除第一回波信号中的多普勒频移项和快时间二次耦合项，得到第二回波信号；

根据预设的线性距离徙动校正函数和距离时域扰动函数对第二回波信号进行距离向处理，得到第三回波信号；

根据预设的方位时域扰动函数、方位频域相位滤波函数和高次相位补偿函数对第三回波信号进行方位向处理，得到大斜视下SAR的聚焦图像。

可选的，斜距模型的构建方法包括：

在每个合成孔径时段内建立空间坐标系XOYZ，空间坐标系的XOY平面为地平面，空间坐标系的Z轴为地平面法向量方向，t_a＝0时SAR的合成孔径中心点为B(0,0,h)；

当SAR在空间坐标系XOYZ中以加速度a＝(a_x,a_y,a_z)进行恒加速度曲线运动经过t_a＝0时SAR的合成孔径中心点B时，SAR的三维速度为v＝(v_x,0,v_z)，经过时间t_n后SAR移动到点C，此时SAR在XOY平面上的波束照射中心点Q[x_n(R_n,t_n),y_n(R_n,t_n)]的瞬时斜距为R_n，则建立斜距模型

对斜距模型在t_r＝0处和t_a＝t_n处进行泰勒展开，将斜距模型重写为

式中，t_a为慢时间变量，t_r为快时间变量，f_a为方位多普勒频率，λ为SAR的发射信号波长，k_i(R_n,t_n)为第i阶泰勒级数展开系数，N为泰勒阶数。