[发明专利]一种基于多普勒调整的方位空变补偿方法

说明书

本发明提出一种基于多普勒调整的方位空变补偿方法，对波束指向变化对误差方位空变的影响进行补偿，从而解决了方位频谱混叠的问题。并且本发明建立了基于双线性子孔径运动误差影响的相位误差模型，分析了子孔径相位误差的多普勒域特性，通过多普勒变标实现方位空变误差的校正。因此本发明相比于现有技术，具有较高的补偿精度。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，具体涉及一种基于多普勒调整的方位空变补偿方法。

背景技术

在雷达信号处理技术领域中，徙动矫正、相位误差估计和运动补偿常常使用机载SAR成像算法。针对基本模式下超高分辨SAR成像的徙动校正、相位误差估计和运动误差的距离空变补偿都已有较为成熟的处理算法，然后由于运动误差方位空变会对超高分辨SAR成像造成影响。具体的，在平台和作用距离一定的情况下，运动误差的方位空变量级在斜距表现上可以认为仅和合成转角成正比关系，高分辨SAR成像所需的合成转角较窄，现有的成像算法一般忽略运动误差方位空变的影响，但在超高分辨情况下，随着合成转角的增加，运动误差方位空变的影响较大。

运动误差对成像的影响分为对包络的影响和对相位的影响两个部分。针对方位空变误差的校正方法最早出现在低波段(L波段)的SAR系统中，低波段系统在相同的天线长度下会有更宽的波束宽度，其运动误差方位空变的影响也较其他系统更为严重，但低波段系统的分辨率不高(1m左右分辨率)，包络的方位空变不会对成像造成明显影响，因此现有技术的方位空变校正算法都旨在解决相位的方位空变问题，对于运动误差补偿有所欠缺。

目前，地形与孔径依赖算法(Topography-and Aperture-Dependent,TAD)是一类较为成熟的相位方位空变补偿算法，其典型代表为精确的地形与孔径依赖算法(PreciseTopography-and Aperture-dependent algorithm,PTA)和子孔径地形与孔径依赖算法(Sub-Aperture Topography-and Aperture-dependent algorithm,SATA)。PTA算法是一种图像后处理算法，通过对图像中每个像素点进行单独补偿实现误差校正，是最精确的方位空变补偿算法，但计算效率低。SATA算法在方位匹配滤波前进行误差校正，通过对子孔径误差的建模实现全场景误差的一次性补偿，SATA算法相较于PTA算法更加高效，但在补偿精度上有所损失。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种基于多普勒调整的方位空变补偿方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供的一种基于多普勒调整的方位空变补偿方法包括：

步骤1：SAR机载雷达在向目标发射线性调频信号后接收目标回波信号，得到所述目标回波信号的距离时域和方位时域信号；

步骤2：对所述距离时域和方位时域信号依次进行解调、距离向脉冲压缩，得到脉压后的距离时域和方位时域信号；

步骤3：从机载雷达的惯导信息中提取运动误差；

步骤4：使用所述运动误差对脉压后的距离时域和方位时域信号，进行沿距离空变的包络补偿，以校正距离时域和方位时域信号随着距离线性空变的包络偏移，包络补偿后的距离时域和方位时域信号；

步骤5：采用RMA算法，对相位补偿后的距离时域和方位时域信号进行徒步校正，在校正过程中保留距离时域和方位时域信号的方位向信息，获得徙动校正后的距离时域和方位时域信号；

步骤8：将所述全孔径相位误差补偿至包络补偿后的距离时域和方位时域信号中，得到完成运动误差补偿的距离时域和方位时域信号；

步骤9：对完成运动误差补偿的距离时域和方位时域信号进行徙动校正，得到完成徙动校正及运动误差补偿的距离时域和方位时域信号；

步骤：对完成徙动校正及运动误差补偿的距离时域和方位时域信号进行方位向子孔径划分，获得多个子孔径信号；