[发明专利]一种适用于星载变PRF SAR系统的成像方法

说明书

本发明涉及一种适用于星载变PRF SAR系统的成像方法，属于雷达成像处理领域。在方位多普勒时域中引入非线性变标技术对回波进行处理，使得处理之后回波信号等效于时间均匀采样，然后针对该方法校正后遗留下来的剩余校正误差项，分析了误差响应因子，利用后向投影算法对图像进行重建，消除了误差的同时实现了变PRFSAR系统下的无模糊成像。

技术领域

本发明属于雷达成像处理领域，主要构造一种星载SAR成像处理算法来解决雷达成像方位模糊问题。特别适用于星载变脉冲重复频率(Pulse Repetition Frequency,PRF)SAR体制下，方位维出现非均匀采样而导致方位多普勒模糊问题，实现变PRF-SAR系统对地面场景的成像处理。

背景技术

星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)作用距离长、覆盖范围广，具备全天时、全天候的对地观测能力。然而传统星载SAR存在无法兼顾高方位向分辨力与宽测绘带的固有矛盾。为了解决这一矛盾，研究者提出采用可变脉冲重复频率(PulseRepetition Frequency,PRF)的星载SAR体制。该体制下，雷达利用了反射天线和数字波束形成(Digital Beam-Forming,DBF)来获取高分辨宽测绘带的SAR图像。更重要的是，借助变化的PRF，该体制的雷达可以解决传统的基于DBF体制的星载SAR无法克服的盲区问题。此外，该体制的SAR还具有低成本的优点，因而对其进行研究具有重要意义。然而，可变PRF-SAR系统的回波存在着方位向非均匀采样和数据丢失的特点，利用传统SAR成像算法处理数据会导致成像质量严重恶化，甚至完全无法成像。因此，研究在变PRF体制下对地面场景有效成像聚焦具有非常重大的意义。

发明内容

要解决的技术问题

为了解决方位向非均匀采样这一问题，本发明提出一种适用于星载变PRF SAR系统的成像方法。

技术方案

一种适用于星载变PRF SAR系统的成像方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：获取的杂波抑制之后雷达系统回波信号是二维矩阵S(t_n,t_m)，S(t_n,t_m)为nrn×nan维矩阵，其中，矩阵的每一行数据都是对回波方位维进行非均匀采样得到的结果；对矩阵的列进行FFT处理，即实现雷达回波信号的距离向傅里叶变换，并将结果分别保存在矩阵S(f_n,t_m)中；

其中，t_n为距离快时间，t_m为非均匀采样方位慢时间，f_n表示为距离向频域坐标，B为发射信号带宽，Δf为距离频域间隔，n＝0,1,...,nrn-1，nrn表示距离向点数，nan表示方位向点数；

步骤2：根据已知的雷达参数，构造参考信号向量S_ref(i,1),i＝1,2...nrn,S_ref(i,1)为nrn×1向量；

步骤3：取出步骤1得到的S(f_n,t_m)的每一列，点乘参考信号向量S_ref(i,1)的共轭，得到距离脉压后的数据矩阵S(f_n,t_m)；

步骤4：根据已知的雷达参数，构造非线性变标校正矩阵H_CS(i,j)，H_CS(i,j)为nrn×nan矩阵；

步骤5：取出步骤3得到的S(f_n,t_m)点乘校正矩阵H_CS(i,j)的共轭，得到非线性变标校正之后的数据矩阵S'(f_n,t_m')；其中，t_m'表示方位均匀采样时间序列；