本發(fā)明涉及一種用于SAR子孔徑成像的方位模糊抑制方法，屬于SAR成像技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在子孔徑成像處理中，方位信號(hào)的頻譜主要表現(xiàn)為二次相位項(xiàng)，包括決定方位分辨率的多普勒信號(hào)，與距離遷徙項(xiàng)相關(guān)的二次項(xiàng)。方位模糊是由與距離遷徙項(xiàng)相關(guān)的二次項(xiàng)引起的。距離遷徙校正(RCMC)的參考函數(shù)沿方位向表現(xiàn)為線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)，并且?guī)捫∮赑RF，在方位頻域，信號(hào)不滿(mǎn)足采樣定理的要求，校正參考函數(shù)將會(huì)出現(xiàn)混疊，這將導(dǎo)致方位模糊的出現(xiàn)。方位模糊位置與目標(biāo)真實(shí)位置之間的距離為子孔徑長(zhǎng)度。

關(guān)于方位模糊的抑制，存在兩種方法，一種是消除距離遷徙校正參考函數(shù)的混疊，這種方法可以通過(guò)增加子孔徑信號(hào)的長(zhǎng)度來(lái)完成；由于在全孔徑處理時(shí)，距離遷徙校正參考函數(shù)帶寬仍然小于多普勒帶寬，因此這種方法無(wú)法達(dá)到對(duì)方位模糊完全抑制的目的。另一種是采用子孔徑重疊的方法進(jìn)行方位模糊抑制，然而這種方法會(huì)使得成像處理的存儲(chǔ)量和運(yùn)算量有較大的增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述背景技術(shù)的不足，提供了在RCMC之前進(jìn)行子孔徑信號(hào)長(zhǎng)度擴(kuò)展(兩端補(bǔ)零)抑制方位模糊的方法；當(dāng)子孔徑長(zhǎng)度擴(kuò)展為原長(zhǎng)度的兩倍時(shí)，方位模糊的影響基本上被抑制了。

技術(shù)方案

本發(fā)明提供了一種用于SAR子孔徑成像的方位模糊抑制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：按照成像處理流程對(duì)原始回波數(shù)據(jù)進(jìn)行距離向處理然后再沿方位向劃分子孔徑，對(duì)原始回波數(shù)據(jù)進(jìn)行距離向處理具體為：

進(jìn)行距離向FFT；

再進(jìn)行距離壓縮；

進(jìn)行距離向IFFT；

去除脈沖持續(xù)時(shí)間點(diǎn)數(shù)；

步驟2：數(shù)據(jù)處理完成后進(jìn)行子孔徑距離向處理，子孔徑距離向處理的具體步驟為

首先子孔徑方位FFT；

再進(jìn)行數(shù)據(jù)兩端進(jìn)行補(bǔ)零，增加兩端脈沖持續(xù)時(shí)間點(diǎn)數(shù)；

進(jìn)行距離向FFT；

進(jìn)行距離向逆壓縮、三次相位濾波，參考點(diǎn)相位補(bǔ)償；

進(jìn)行距離向IFFT；

進(jìn)行Chirp Scaling運(yùn)算；

進(jìn)行距離向FFT；

進(jìn)行距離壓縮、二次距離壓縮、距離彎曲校正；

進(jìn)行距離向IFFT；

進(jìn)行剩余相位補(bǔ)償；

子孔徑方位向IFFT；

進(jìn)行方位向合成方位子孔徑數(shù)據(jù)；

步驟3：進(jìn)行距離向劃分子帶回波；

進(jìn)行方位向FFT；

進(jìn)行方位向壓縮；

進(jìn)行方位向IFFT；

合并距離子帶圖像；

最后輸出SAR圖像。

進(jìn)一步的，步驟2中的再進(jìn)行數(shù)據(jù)兩端進(jìn)行補(bǔ)零，增加兩端脈沖持續(xù)時(shí)間點(diǎn)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展子孔徑長(zhǎng)度具體為：

子孔徑距離向處理將距離遷徙校正前的子孔徑回波變換到二維時(shí)域，沿方位向進(jìn)行子孔徑長(zhǎng)度擴(kuò)展，即將子孔徑回波沿方位向兩端補(bǔ)零，

設(shè)擴(kuò)展后的子孔徑長(zhǎng)度為T(mén)_sF，子孔徑長(zhǎng)度擴(kuò)展后，距離遷徙校正參考函數(shù)可以表示為:

式(1)中,n為子孔徑序號(hào)，N_s為沿方位向劃分的子孔徑個(gè)數(shù)，為N為子孔徑方位點(diǎn)數(shù)，f_r為距離向基帶信號(hào)頻率,為距離遷徙校正參考函數(shù)的帶寬，rect[·]為矩形窗函數(shù)，K_a為目標(biāo)方位向多普勒頻率調(diào)頻率,f_c為中心頻率，f_a為方位多普勒頻率。

進(jìn)一步的，步驟2中的進(jìn)行距離壓縮、二次距離壓縮、距離彎曲校正具體為：

進(jìn)行子孔徑距離遷徙校正:

將式(2)的結(jié)果變換到二維時(shí)域，這時(shí)回波信號(hào)可以表示為

進(jìn)一步的，步驟2中的進(jìn)行方位向合成方位子孔徑數(shù)據(jù)具體為：

擴(kuò)展前的子孔徑長(zhǎng)度為T(mén)_s，將擴(kuò)展的子孔徑長(zhǎng)度去掉后，方位時(shí)間的取值范圍為-T_s/2≤t_m≤T_s/2，這時(shí)，方位模糊位置變?yōu)?T_sF和T_sF，距離遷徙校正之后，將子孔徑擴(kuò)展部分去除掉，方位模糊得到一定程度的抑制。

從式(3)中可以看出，當(dāng)子孔徑擴(kuò)展長(zhǎng)度滿(mǎn)足T_sF<2T_s時(shí)，方位信號(hào)依然存在混疊，這時(shí)仍然存在方位模糊；當(dāng)子孔徑擴(kuò)展長(zhǎng)度滿(mǎn)足T_sF＝2T_s時(shí)，方位向模糊基本上得到了抑制，但是方位模糊部分的旁瓣仍然會(huì)對(duì)子孔徑成像結(jié)果有一定的影響，但這種影響基本上可以被忽略。當(dāng)子孔徑擴(kuò)展長(zhǎng)度更長(zhǎng)時(shí)，方位模糊的影響可以完全被抑制掉。

發(fā)明創(chuàng)造的優(yōu)點(diǎn)和用途

本發(fā)明方法簡(jiǎn)單實(shí)用，解決了子孔徑處理算法中方位模糊抑制技術(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)與全孔徑處理算法相比，本發(fā)明能夠基本抑制方位模糊。

(2)與子孔徑重疊算法相比，本發(fā)明在不需要增加大量的存儲(chǔ)量和運(yùn)算量的情況下，也可以基本抑制方位模糊。

附圖說(shuō)明

圖1不同載頻條件下方位壓縮前沿方位向擴(kuò)展的方位向剖面圖；

圖2方位向擴(kuò)展對(duì)方位模糊的抑制結(jié)果；

圖3改進(jìn)子孔徑成像算法流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,參照附圖,對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

步驟1按照?qǐng)D3成像處理流程所示對(duì)原始回波數(shù)據(jù)進(jìn)行距離向FFT，處理后的數(shù)據(jù)再進(jìn)行距離壓縮，進(jìn)行距離向IFFT，去除脈沖持續(xù)時(shí)間點(diǎn)數(shù)的距離向處理方法；

最后對(duì)數(shù)據(jù)沿方位向劃分子孔徑；

步驟2對(duì)子孔徑劃分完成的數(shù)據(jù)子進(jìn)行方位向FFT運(yùn)算后，對(duì)數(shù)據(jù)兩端進(jìn)行補(bǔ)零，增加 兩端脈沖持續(xù)時(shí)間點(diǎn)數(shù)；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行距離向FFT；進(jìn)行距離向逆壓縮、三次相位濾波，參考點(diǎn)相位補(bǔ)償；進(jìn)行距離向IFFT；進(jìn)行Chirp Scaling運(yùn)算；進(jìn)行距離向FFT；進(jìn)行距離壓縮、二次距離壓縮、距離彎曲校正；進(jìn)行距離向IFFT；進(jìn)行剩余相位補(bǔ)償；子孔徑方位向IFFT；進(jìn)行方位向合成方位子孔徑數(shù)據(jù)；

步驟3進(jìn)行距離向劃分子帶回波；進(jìn)行方位向FFT；進(jìn)行方位向壓縮；進(jìn)行方位向IFFT；合并距離子帶圖像；最后輸出SAR圖像。

經(jīng)過(guò)上述步驟，本發(fā)明方法處理得到的圖像質(zhì)量得到明顯的改善，方位模糊得到基本抑制。