[发明专利]一种圆周合成孔径雷达成像方法

摘要

本发明公开了一种圆周合成孔径雷达成像方法，属于电子信号处理技术领域，涉及空间遥感和空对地观测信息处理技术，特别涉及机载圆周合成孔径雷达成像技术。本发明利用求解系统核函数的逆，将原始斜平面回波映射到地平面，再通过方位角频域与参考函数相乘得到信号在波数域的分布，避免了平面波近似，解决了传统极坐标格式算法成像区域尺寸大小受限的问题，可以实现大成像场景的成像；采用伪极坐标代替直角坐标作为中间插值过渡矩阵，考虑了信号在波数域的分布密度特性，插值精度更高，得到的图像分辨率也更高，可实现高分辨成像；成像过程中仅涉及一维插值，且采用了CZT及IFFT等快速算法，具备很高的计算效率，可实现快速成像。

主权项

一种圆周合成孔径雷达成像方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤S1：对CSAR原始回波进行距离向处理，即对CSAR原始回波沿距离向变换到距离频域；再将距离向处理结果与距离向参考信号相乘，得到距离向匹配滤波后的斜平面信号S1(ω,θ)，其中ω为快时间角频率，θ为雷达方位角；步骤S2：对斜平面信号S1(ω,θ)进行地平面转换，得到地平面信号S2(ωg,θ)，即基于系统核函数Λ(ω,ωg)与逆核函数Λ‑1(ωg,ω)，将信号S1(ω,θ)转换为地平面信号S2(ωg,θ)，其中ωg为地平面快时间频率；步骤S3：将地平面信号S2(ωg,θ)沿角度向进行傅里叶变换得到地平面快时间频率‑方位角频域信号S3(ωg,ξ)，其中ξ为对应雷达方位角θ的方位角频率域；再将S3(ωg,ξ)与方位向参考信号Sg0(ωg,θ)在方位角频域进行匹配滤波，得到极坐标系下的空间频率谱Fp(ρ,θ)，其中ρ为距离向空间频率；步骤S4：对空间频率谱Fp(ρ,θ)进行频率归一化，在‑π＜ρ≤π的限制下，得到归一化后的空间频谱Fp0(ρ,θ)；对归一化后的空间频谱Fp0(ρ,θ)进行角度向插值后，再进行径向插值，得到伪极坐标下的空间频率谱Fpp(ξx,ξy)，所述Fpp(ξx,ξy)点数为2N×2N，由竖直子频谱Fv(ξx,ξy)和水平子频谱Fh(ξx,ξy)组成：对于Fv(ξx,ξy)，频点分布为：对于Fh(ξx,ξy)，频点分布为：其中d表示径向索引，且‑N≤d＜N；m表示角度向索引，且步骤S5：对空间频谱Fpp(ξx,ξy)的竖直子频谱Fv(ξx,ξy)、水平子频谱Fh(ξx,ξy)分别进行伪极坐标成像处理，得到最终的成像结果。