董 祺 孙光才 杨泽民 左绍山 邢孟道



直角坐标多级后投影聚束SAR成像算法

董 祺*孙光才 杨泽民 左绍山 邢孟道

(西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室 西安 710071)

在局部极坐标系下，快速多级后向投影算法(FFBPA)可以以较低的采样率对子孔径成像，但在不同局部极坐标系之间需大量的2维图像域插值实现图像融合。相比极坐标系，图像融合在直角坐标系下更容易实现。但在直角坐标系下进行子孔径成像的奈奎斯特采样率较高，这将影响直角坐标系下的成像效率。该文针对此问题提出一种谱压缩技术，通过对距离时域和距离频域两次补偿，大幅压缩了直角坐标系下子孔径成像的方位谱宽度。该文算法具有堪比原始后向投影算法(BPA)的成像质量和优于FFBPA的计算效率，且能够应用于非线性轨道SAR。最后通过星载0.1 m仿真实验和机载0.2 m实测实验验证了算法的有效性。

合成孔径雷达；后投影算法；快速多级后向投影算法；直角坐标多级后向投影算法

1 引言

为了应对合成孔径雷达(SAR)成像中的越距离单元徙动[1]问题，国内外学者先后提出了RD[2], CS[3]等频域算法。以上频域算法大都基于直线轨道模型和方位平移不变性，限制了频域算法在非直线轨道下的应用。

后向投影算法(BPA)[4]理论上适用于任意场景、任意雷达工作模式以及任意运行轨道，被应用于SAR成像。但其运算量过高，难以应用于工程应用领域。快速后投影算法[7](Fast Back-Projection Algorithm, FBPA)和快速多级后投影算法[8](Fast Factorized Back-Projection Algorithm, FFBPA)均采用极坐标系，通过对子孔径进行相干积累，进一步提升了运算效率。……