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基于改进极坐标格式算法的大斜视SAR成像方法

2022-07-13薛鹏凤

空军工程大学学报 2022年3期

薛鹏凤, 郭 苹

(西安科技大学通信与信息工程学院,西安,710600)

合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)成像是一种先进的微波遥感技术,能够获得二维高分辨率图像[1-2]。相比于正侧视工作模式,大斜视SAR能够提前探测成像区域并获得高分辨率的图像,独特的优势使得大斜视SAR有着广泛的应用前景,相关的成像方法已经成为了研究的热点[3-4]。

由于大斜视SAR存在线性距离徙动和严重的距离-方位交叉耦合现象,导致传统的成像方法无法使用,目前已有学者提出了一些解决方法。文献[5]为了消除大斜视时回波的耦合,改进了非线性调频变标算法。文献[6~8]提出了一系列基于子孔径操作的斜视SAR成像方法,然而,这种方法计算量大,操作复杂,适用性较差。在文献[9]中,提出了一种改进的笛卡尔分解后投影(back projection,BP)算法,该算法利用变换的笛卡尔坐标系将收发模式近似视为斜视模式。文献[10]提出了一种基于BP算法的点目标扩展函数二维不正交的自聚焦方法。然而,BP作为一种时域算法,它的效率低于频域算法,因此不是最佳选择。

传统的极坐标格式算法(conventional polar format algorithm,CPFA)操作简单,已被证实可以获得高分辨率的SAR图像,在大斜视SAR中有一定的应用[11-12]。CPFA将场景中心点作为滤波器补偿的参考点。然而,算法利用远场假设来近似距离差,严重限制了聚焦深度[13-14]。随着场景尺寸的增加和斜视角的增大,带来的残余误差会随之变大,最终会导致图像出现空变失真和散焦。特别是对于大斜视SAR来说,聚焦结果严重恶化。

本文深……

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