[发明专利]一种圆迹合成孔径雷达的大场景极坐标格式三维成像方法

摘要

本发明公开了一种圆迹合成孔径雷达的大场景极坐标格式三维成像方法，将用于聚束合成孔径雷达的传统极坐标格式成像方法发展为适用于圆迹合成孔径雷达的三维成像方法，传统极坐标格式成像方法只校正了一次越距单元离徙动项，其平面波假设造成距离弯曲，因此只能对远场小场景进行成像，本发明在原有极坐标格式成像方法的基础上，还通过方位频域的二次滤波以及图像域的空变滤波这两次校正去除了二次越距离单元徙动项，较传统极坐标格式成像方法，可以对更大的场景进行精确的三维成像。

主权项

1.一种圆迹合成孔径雷达的大场景极坐标格式三维成像方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤S1：将圆迹合成孔径雷达的雷达原始回波信号送入距离向处理单元，沿原始回波信号的距离向变换到距离压缩频域，并通过参考函数共轭相乘处理，使场景中心处的相位历程为0，生成第1信号S₁(θ，k)，其中，θ为方位向雷达平台旋转角，k为斜距向波数；步骤S2：将第1信号送入高度向处理单元，乘以高度滤波函数，生成第2信号S₂(θ，k)，在正交直角坐标系OXYZ下，以场景中心为原点，高度滤波函数为关于成像平面高度z₀的函数H₂(z₀；k)，其中，z₀＝-h₀+i×Δz，i＝0，1，2...，Δz为成像高度间隔，h₀为场景区高度的一半，由i＝0开始，至z₀＞h₀结束；更新参数cosα和R₀，α为Z轴上高度z₀点相对雷达的仰角，R₀为Z轴上高度z₀点与雷达的距离；步骤S3：将第2信号送入方位向处理单元，通过方位向傅里叶变换变换至方位频域，然后作方位向二次滤波，最后经傅里叶逆变换变换至方位空间域，生成第3信号S₃(θ，k)，第3信号已去除了部分二次越距离单元徙动(rangecellmigration，RCM)项；步骤S4：将第3信号送入坐标变换单元，由极坐标格式数据经二维插值得到直角坐标系下的数据，生成第4信号S₄(k_x，k_y)，其中，k_x为X方向波数，k_y为Y方向波数，第4信号已去除了一次越距离单元徙动项；步骤S5：将第4信号送入二维逆傅里叶变换单元，生成第5信号S₅(x，y)，第5信号为成像高度z＝z₀，其中，x为X方向空间域，y为Y方向空间域，z为Z方向空间域，S₅(x，y)残留部分二次及高次越距离单元徙动的二维图像；步骤S6：将第5信号送入空变滤波单元，将第5信号表示的二维图像按不同半径分区，各分区分别作二维傅里叶变换，然后与各分区对应的滤波器H₆(l；k_x，k_y)相乘，其中l＝1，2，...为分区序号，最后将各分区分别作二维傅里叶逆变换，变换至二维图像域，各分区拼接后生成第6信号S₆(z₀；x，y)。步骤S7：判断单元，若z₀+Δz＜h₀，则令i＝i+1，并转到步骤S2，否则直接进入步骤S8；步骤S8：将第6信号送入三维图像输出单元，对各高度层的二维图像按高度顺序排列，获得最终的圆迹合成孔径雷达三维图像：第7信号S₇(x，y，z)。