一种圆周合成孔径雷达成像方法与流程

技术特征：

1.一种圆周合成孔径雷达成像方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤S1：对CSAR原始回波进行距离向处理，即对CSAR原始回波沿距离向变换到距离频域；

再将距离向处理结果与距离向参考信号相乘，得到距离向匹配滤波后的斜平面信号S₁(ω,θ)，其中ω为快时间角频率，θ为雷达方位角；

步骤S2：对斜平面信号S₁(ω,θ)进行地平面转换，得到地平面信号S₂(ω_g,θ)，即基于系统核函数Λ(ω,ω_g)与逆核函数Λ^-1(ω_g,ω)，将信号S₁(ω,θ)转换为地平面信号S₂(ω_g,θ)，其中ω_g为地平面快时间频率；

步骤S3：将地平面信号S₂(ω_g,θ)沿角度向进行傅里叶变换得到地平面快时间频率-方位角频域信号S₃(ω_g,ξ)，其中ξ为对应雷达方位角θ的方位角频率域；

再将S₃(ω_g,ξ)与方位向参考信号S_g0(ω_g,θ)在方位角频域进行匹配滤波，得到极坐标系下的空间频率谱F_p(ρ,θ)，其中ρ为距离向空间频率；

步骤S4：对空间频率谱F_p(ρ,θ)进行频率归一化，在-π＜ρ≤π的限制下，得到归一化后的空间频谱F_p0(ρ,θ)；

对归一化后的空间频谱F_p0(ρ,θ)进行角度向插值后，再进行径向插值，得到伪极坐标下的空间频率谱F_pp(ξ_x,ξ_y)，所述F_pp(ξ_x,ξ_y)点数为2N×2N，由竖直子频谱F_v(ξ_x,ξ_y)和水平子频谱F_h(ξ_x,ξ_y)组成：

对于F_v(ξ_x,ξ_y)，频点分布为：

对于F_h(ξ_x,ξ_y)，频点分布为：

其中d表示径向索引，且-N≤d＜N；m表示角度向索引，且

步骤S5：对空间频谱F_pp(ξ_x,ξ_y)的竖直子频谱F_v(ξ_x,ξ_y)、水平子频谱F_h(ξ_x,ξ_y)分别进行伪极坐标成像处理，得到最终的成像结果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，对归一化后的空间频谱F_p0(ρ,θ)进行角度向插值具体为：

对空间频率谱F_p0(ρ,θ)进行角度向插值，得到等斜率间隔的极坐标频谱F(ρ,θ_p)，其中θ_p(m)为伪极坐标下的方位角θ_p的离散形式，对于竖直子频谱有：

${\mathrm{\θ}}_p\left(m\right)=\arctan \left(\frac{{\mathrm{\ξ}}_y}{{\mathrm{\ξ}}_x}\right)=\arctan \left(\frac{N}{2m}\right),-\frac{N}{2}\≤m\<\frac{N}{2};$

利用Sinc函数对待插值点信号进行重建，公式如下：

$F(\mathrm{\ρ},{\mathrm{\θ}}_p(m\left)\right)=\underset{d=-M}{\overset{M-1}{\Σ}}{F}_{p0}(\mathrm{\ρ},\frac{\mathrm{\π}d}{M})\frac{sin\[\frac{1}{2}(2M-1)\left({\mathrm{\θ}}_p\right(m)-\frac{\mathrm{\π}d}{M})\]}{2M\sin \[\frac{1}{2}\left({\mathrm{\θ}}_p\right(m)-\frac{\mathrm{\π}d}{M})\]},$

其中，2M为插值核点数；

再对角度向插值得到的等斜率间隔的极坐标频谱F(ρ,θ_p)采用三次样条插值算法进行径向插值，得到同心矩形分布的伪极坐标频谱F_pp(ρ_p,θ_p)＝F_pp(ξ_x,ξ_y)，ρ_p(d,m)为伪极坐标下第m个角度上第d个频点的半径，对于竖直子频谱有：

${\mathrm{\ρ}}_p(d,m)=\sqrt{{\mathrm{\ξ}}_x^2+{\mathrm{\ξ}}_y^2}=\frac{\mathrm{\π}d}{N}\sqrt{1+{\left(\frac{2m}{N}\right)}^2},-N\≤d\<N.$

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤S5中的伪极坐标成像处理具体为：

步骤S51：分别对竖直子频谱F_v(ξ_x,ξ_y)、水平子频谱F_h(ξ_x,ξ_y)的每一径向单元，沿角度向进行α＝-d/N的Chirp-Z变换，得到角度向处理后的子频谱和其中k₁表示图像水平方向索引；

步骤S52：对角度向处理后的子频谱和分别沿径向进行快速傅里叶逆变换，得到子频谱图像f_v(k₁,k₂)和f_h(k₁,k₂)，其中k₂为图像竖直方向索引；

步骤S53：将子频谱图像f_v(k₁,k₂)和f_h(k₁,k₂)相加，得到最终的成像结果。