星载SAR等效斜视波数域算法的实现方法VIP免费

星载SAR等效斜视波数域算法的实现方法�刘利国�周荫清(北京航空航天大学电子信息工程学院�北京100083)�摘要�等效斜视的波数域算法是一种适用于大距离徙动高分辨率星载合成孔径雷达成像的优化算法。该算法可以利用雷达发射信号的复制信号作为距离参考信号。由于该算法在频域插值,对插值精度要求高。多普勒参数的精度和加权处理对该算法的成像性能指标具有重要的影响。文中从距离参考函数、Stolt插值、多普勒参数估计和加权处理4个方面分析了等效斜视波数域算法的实现方法,并通过仿真测试对几种可能方法的成像质量指标进行了比较,实验结果验证了等效斜视波数域算法实现方法的有效性。�关键词�等效斜视波数域算法,星载SAR,实现方法中图分类号:TN958.6��文献标识码:AAnImplementationMethodofEquivalent�SquintWavenumberDomainAlgorithmforSpaceborneSARLIULi�guo�ZHOUYing�qing(SchoolofElectronicEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics�Beijing100083)�Abstract�Equivalent�squintwavenumberdomainalgorithmisanoptimizedalgorithmsuitableforpreciseimagingofhighresolu�tionspaceborneSARwithlargerangecellmigration.Thereplicaofradar-transmittedsignalmaybeusedastherangereferencefunctionofthisalgorithm.Thisalgorithmrequirehighinterpolationprecisionbecausetheinterpolationisdoneinfrequencydomain.TheprecisionofDopplerparametersandweightingprocessinghaveimportanteffectonthequalityindexofimaging.Theimplementationmethodofequiv�alent�squintwavenumberdomainalgorithmisanalyzedintermsofrangereferencefunction,stoltinterpolation,Dopplerparametersestima�tionandweightingprocessing.Agreatamountofsimulatedtestvalidatedtheimplementationmethodofequivalent�squintwavenumberdo�mainalgorithm.�Keywords�equivalent�squintwavenumberdomainalgorithms,spaceborneSAR,implementationmethod0�引�言波数域算法是一种精确的合成孔径雷达(SAR)成像算法,该算法与CS算法同样适用于大距离徙动星载SAR的精确成像。而且,当需要在成像处理器级对Chirp信号误差进行补偿时,波数域算法还具有CS算法无法比拟的优势。由于传统的波数域算法无法对距离徙动很大的星载SAR实现高精度成像,所以作者利用等效斜视模型对其进行改进,推导出等效斜视的波数域算法。由于等效斜视的波数域算法在二维频域实现成像处理,所以,对算法的处理过程要求较高。本文针对距离参考信号的产生、Stolt插值方法、多普勒参数估计和加权处理4个方面对等效斜视的波数域算法的实现过程进行了分析。给出了该算法在各处理步骤上比较适用的方法,并且利用大量的仿真实验对所给出的等效斜视的波数域算法的实现方法进行了验证。1�等效斜视的波数域算法传统的波数域算法是以正侧视机载SAR距离模型为基础推导出来的。对于星载SAR,特别是多普勒中心频率很大的大距离徙动星载SAR,这个距离型的误差较大,无法满足高精度成像的要求。对于天线按正侧视模式安装的星载SAR,由于目标随着地球自转进行运动,雷达与目标之间的空间几何关系可以近似等效于斜视SAR,这是等效斜视思想[1,2]。作者根据等效斜视距离模型对传统波数域算法[3,4]进行改进,得到了等效斜视的波数域算法。等效斜视的波数域算法的实现步骤如下所述:(1)与距离向参考函数作相关处理并进行距离向FFT;距离向参考函数可以利用雷达参数按下式进行构34第26卷�第11期�2004年11月����������现代雷达ModernRadar��������������Vol.26�No.11November2004���收稿日期:2004�03�11��修订日期:2004�05�18造h(t)=e{j�Br(t-�p/2)2}��|t-�p/2|!�p/2(1)式中:Br为线性调频率;0为载频;�p为脉冲宽度。(2)进行方位向FFT并乘以移零因子;!()=expjrmin+0c/22-k2x-+0c/2/+kxctan∀(2)式中:rmin为成像区域近距点斜距;∀为等效斜视角;v为等效速度[4]v=fd#22-fr#r2∀=arccosfd#2v(3)式中:fd为多普勒中心频率;fr为多普勒中心频率;#为载波波长;#=2�c/0;r是该多普勒参数对应的斜距值。通...