斜视SAR成像处理中多普勒频率的新应用VIP免费

斜视SAR成像处理中多普勒频率的新应用刘光炎，黄顺吉（电子科技大学电子工程系，四川成都610054）摘要：多普勒频率在斜视SAR成像处理中的新应用被发现.由于斜视SAR方位向采样不同、脉冲重复频率不同，而且不同的斜距目标具有不同的多普勒频率，该文从雷达信号的回波模型入手，详细分析了回波信号的瞬时方位频率和瞬时多普勒频率及距离Chirp斜率对方位频率的影响，说明在CS算法中，选择适当的多普勒频率才能进行正确的成像，点目标仿真结果表明，该方法是合理的，能有效的进行距离压缩和方位聚焦，改善成像质量.关键词：脉冲重复频率；多普勒频率；CS算法；距离chirp斜率；合成孔径雷达中图分类号：TN957文献标识码：A文章编号：0372-2112（2003）06-0829-04NewApplicationsofDopplerFrecuencyinScuintSARlmagingProcessingLIUGuang-yan，HUANGShun-ji（Dept.ofElectronicEng，UESTC，Chengdu，Sichuan610054，China）Abstract：NewappiicationsofDoppierfreguencyhavebeenfoundwithChirpScaiingaigorithm（CSA）insguintSARimaging.Consideringthechangeofazimuthsampie，thepuiserepeatfreguencydifferenceinsguintSARdataprocessing，andtheDoppierfre-guencyvaringwithdifferentsiantrangetargets，wecarefuiiyanaiysetheinstantaneousazimuthfreguency，theinstantaneousDoppierfreguencycomponentoftheazimuthfreguencyandtheimpactofrangechirponazimuthfreguency，fromthemathematicaimodeiofSARechosignai.ItexpiainsthatweshouidproperiyseiectDoppierfreguencyinChirpScaiingaigorithmforcorrectSARimaging.TheresuitsofpointtargetsimuiationexperimentsshowthatourmethodisreasonabieforsguintSAR.Itcaneffectiveiycompieterangecom-pressionandazimuthfocusing，andcanimproveimages*guaiity.Keywords：PRF；Doppierfreguency；CSaigorithm；rangechirprate；SAR!引言ChirpScaiing（CS）算法［1］能使所有目标的轨迹弯曲相同，从而较好地完成不同距离单元的徙动校正，它已发展出各种改进的算法并运用到各种SAR的成像模式中［2，4］.在斜视模式下，考虑回波信号二维频率域三次项及线性调频斜率的影响［2，3］，已能达到较好的成像精度，不失为好的斜视成像方法.在SAR成像处理中，多普勒频率是一个十分重要的参数，多普勒频率使用不正确，必然带来成像质量的下降和图像定位的误差.在斜视工作模式下，多普勒质心不为零，使用经典的多普勒质心与脉冲重复频率（方位向采样率）来进行SAR成像处理就存在误差，其次，斜视时方位向采样方向与距离向采样方向不垂直，二者之间必定存在耦合，若方位向多普勒频率不作相应变化，就必然存在误差，导致线性调频斜率失真和CS算法中距离弯曲因子的偏差，斜视角增大，就严重影响成像的质量，尤其是图像的聚焦和分辨率.本文针对上述，通过对斜视SAR目标回波信号的瞬时方位频率和瞬时多普勒频率及距离Chirp斜率对方位频率的影响的仔细分析，以经典的CS算法为基础，找到了一种简单、有效、可行的方位多普勒频率计算方法，利用该方法，使用ChirpScaiing算法进行的点目标仿真实验证明，该方法是合理的，其成像质量有明显的改善."斜视回波模型"#!斜视距离方程图1为SAR斜视时的几何模型，图中!为SAR的投射角、"为侧视角，#为等效斜视角，即锥角，由其几何关系可知：cos#=sin!·sin"，由图可知斜视的等效距离方程为：R（t，R0）=R20+（$t）2-2R0$t·cos!#=R20+（$t）2-2R0$t·sin!·sin!"（1）其中t表示慢时域的时间，$表示平台飞行速度，近似为平台与目标的径向速度，R0表示t=0时雷达至照射区中心目标收稿日期：2002-04-09；修回日期：2002-09-18基金项目：国家863计划项目（No.863-2.5.2.2）第6期2003年6月电子学报ACTAELECTRONICASINICAVoi.31No.6June2003图1斜视SAR的几何模型的距离，相应的可以得到多普勒质心和多普勒调频斜率及多普勒调频斜率变化率为：fDC=2coS=2Sin·Sin（2）fDR=-2R02Sin2（3）fDR=-63SincoSR20（4）其中，是发射电磁波的波长，则式（1）可以表示为：R（I，R0）!R0-2fDCI-4fDRI2-12fDRI3（5）于是方位多普勒频率可表示...