通用的多模式SAR处理算法.pdfVIP

第28卷第1期 中国科学院研究生院学报 V01．28No．1 oftheGraduateSchooloftheChinese ofSciences 20ll 2011年1月 Joumal Academy January 文章编号：1002-1175(2011)01一0125舶 简报 通用的多模式SAR处理算法 贾小雪+，邓云凯，冯 锦，徐 伟 (中国科学院电子学研究所。北京100190) (2010年3月23日收稿；20lO年4月27日收修改稿) x Y a1．Generalizedfbrmulti-mode ofthe Jia x，DengK，FengJ，et processing syntheticapertureradar[J]．Joumal ofthe of GraduateSch∞l Chine舱Academysciences，20lO，28(1)：125-130． 摘 要 标准条带成像处理算法不适用于新的合成孔径雷达成像模式．基于方位频率去斜原 理，对多模式回波进行处理，使其具有一致的时频历程，从而实现通用的成像处理过程．对多模 式SAR仿真回波数据的处理结果表明，采用这种算法能够实现各种模式的精确成像． 关键词 合成孔径雷达，聚束模式，滑动聚束模式，TOPsAR模式，scansAR模式，频率去斜技 术，多模式成像处理器 中图分类号TN95 and 束模式(steeringsliding 用来改善条带成像模式在方位分辨率和距离向测绘宽度方面的不足．ScanSAR周期地改变距离向天线 波束扫描视角来获得宽的距离向测绘带；聚束sAR通过方位向波束扫描降低波束的地面移动速度来改 善方位分辨率；而TOPsAR则通过提高波束的地面移动速度来获得宽测绘能力．与雷达成像几何模型相 关，每种模式下的sAR回波数据各具特点，例如，由于场景宽度大于采集数据长度造成scansAR图像在 时域折叠，聚束模式回波方位带宽大于PRF引起频谱混叠，而时域卷绕和频谱混叠可能同时存在于 TOPSAR回波中，标准的条带成像处理算法不适用于新模式．为解决多模式成像中的聚焦域信号混叠问 题，或在条带处理算法基础上增加预处理或后处理过程¨剖，或采用子孔径方法¨o，这往往导致处理效 率低下． 本文利用方位频率去斜原理，将不同模式的回波时频历程划归为统一形式，据此提出一种通用的成 像处理算法．基于模块化思想，通用算法主要由方位预处理模块(解决频域混叠问题)、频率去斜模块 (提高成像处理效率)和聚焦模块(解决时域卷绕问题)组成．相对于独立设计的4种不同模式处理器， 通用信号处理器仅需测试，存档，验证一次即可，具有更好的软件连贯性和更低的硬件设备成本． 1 多模式成像原理 图1左侧的成像几何示意图，直观地描述在数据采集期间，多种SAR成像模式的天线波束指向控 制方式；图1右侧的方位回波时频历程图，即方位坐标不同目标回波的时间与多普勒频率对应关系，则 从信号角度反映出成像模式的本质特点． 卞E·mail：xi∞xue—snowi“g@163．c锄 万方数据 中国科学院研究生院学报 第28卷 可见各种模式的时频历程明显不同，但回波多普勒频率中心与目标的方位坐标对应，通用处理算法 利用这一特点，调整多模式回波的时频历程，便其具有类似聚束和scansAR的时频历程，以便在频率域 实现聚焦，如图2所示 里摹烹r霉翼囊； (h)TOPs^R#RAn目*目#自8 rmToPsARm*#^ 圈I 多模式成像原理殛方位目渡时频所程图 耋 S 沁嚷＼、