CN103149564A - 斜视偏置相位中心方位多波束星载sar 成像方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法，包括以下步骤：采用方位向相位补偿函数H_1，n(f,t)分别对各方位波束接收的回波数据进行相应的相位补偿；采用方位重构滤波器组P(f_a)对经相位补偿后的回波数据的多普勒频谱在距离-多普勒域内进行重建，并利用频谱还原函数H₂(f_r,t)恢复目标回波信号的多普勒历程；利用改进的RMA算法进行回波数据的聚焦成像。本发明通过方位预处理操作调整了回波信号的多普勒历程，解决了方位信号采样率不足的问题；并且通过斜视方位多波束信号重建，解决了方位多通道非均匀采样问题；最后采用基于改进的Stolt插值操作的RMA算法完成了斜视模式下的大距离徙动校正和聚焦成像。

Description

斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR 成像方法

技术领域

本发明属于星载合成孔径雷达信号处理领域，特别涉及一种斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法。

背景技术

星载合成孔径雷达（SAR）在斜视模式下具有很高的机动灵活性，雷达通过改变天线波束指向，可对侧前方目标预先成像，并可对侧后方目标再次成像。但是随着天线方位波束指向斜视角度的增加，雷达图像的方位分辨率将随之恶化。现有技术中的偏置相位中心方位多波束技术通过空域采样通道数的增加来换取方位时域采样速率的降低，从而可以大幅度地提高星载SAR系统高分辨宽测绘的能力。换句话说，偏置相位中心方位多波束技术可以在保证雷达测绘带宽的前提下进一步提高雷达所能获取的方位分辨率。因此，斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像模式可以在较短的时间内对军事敏感区域进行多次高分辨成像，这对于现代条件下局部战争的战场侦察具有重要意义。

然而，在现有技术中的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR模式下，星载斜视模式方位采样率不足、SAR回波数据距离徙动量大和偏置相位中心方位多波束星载SAR系统设计时难以保证方位向均匀采样的要求这三大关键问题将在较大程度上增加该模式SAR回波数据的处理难度，最终影响到该模式在现代条件下局部战争的战场侦察应用。

综上所述，由于在现有技术中的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR模式下存在上述三个问题，传统的星载SAR数据处理方法无法有效地处理斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR模式回波数据，使得雷达图像面临系统模糊严重、图像散焦和混叠等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法，以解决在现有技术中的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR模式下存在的方位采样率不足、回波数据距离徙动量大和方位多波束非均匀采样等问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法，包括以下步骤：

S101：采用方位向相位补偿函数H_1，n(f,t)分别对各方位波束接收的回波数据进行相应的相位补偿；

S102：采用方位重构滤波器组P(f_a)对经相位补偿后的回波数据的多普勒频谱在距离-多普勒域内进行重建，并利用频谱还原函数H₂(f_r,t)恢复目标回波信号的多普勒历程；

S103：利用改进的RMA算法进行回波数据的聚焦成像。

作为优选，在步骤S101中，所述方位向相位补偿函数H_1，n(f,t)为：

$H_{1,n}(f,t)=\exp \{-j2\mathrm{\π}\frac{2v_s\sin {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sq}}\·(f+f_c)}{c}\·(t-\frac{{\mathrm{\Δx}}_n}{2v_s})\},$

其中，n＝1,...,N表示接收波束序号，N为方位向波束个数，v_s为卫星速度，θ_sq为斜视角，f_c为雷达载频，f为距离向频率，c为光速，t为方位时间，Δx_n表示第n个接收波束与发射波束相位中心之间的位置关系。

作为优选，在步骤S102中，所述方位重构滤波器组P(f_a)为：

$P\left(f_a\right)={\left[\begin{array}{ccc}{G}_1\left(f_a\right)& \·\·\·& G_N\left(f_a\right)\\ G_1(f_a+\mathrm{PRF})& \·\·\·& G_N(f_a+\mathrm{PRF})\\ \·& \·& \·\\ \·& \·& \·\\ \·& \·& \·\\ G_1(f_a+(N-1)\mathrm{PRF})& \·\·\·& G_N(f_a+(N-1)\mathrm{PRF})\end{array}\right]}^{-1},$

其中

$G_n\left(f_a\right)=\exp [-j\frac{v_g}{v_s}\frac{\mathrm{\π}\·{\cos }^2{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sq}}\·\mathrm{\Δ}{x}_n^2}{2\mathrm{\λr}}]\·\exp [-j2\mathrm{\π}{f}_a\frac{\mathrm{\Δ}{x}_n}{2v_s}]$

$f_a\∈(-\frac{N\·\mathrm{PRF}}{2}+f_{\mathrm{dc}},-\frac{(N-2)\·\mathrm{PRF}}{2}+f_{\mathrm{dc}})$

其中，λ为雷达工作波长，r为波束中心时刻目标到天线的斜距，PRF为系统的脉冲重复频率，f_dc为多普勒中心频率。

作为优选，在步骤S102中，所述频谱还原函数H₂(f_r,t)为：

$H_2(f,t)=\exp (j2\mathrm{\π}\frac{2v_s\sin {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sq}}\·f}{c}\·t)$

其中，v_s为卫星速度，θ_sq为斜视角，f为距离向频率，c为光速，t为方位时间。

作为优选，步骤S101具体包括：

首先，对每个方位波束接收到的雷达基带信号进行距离向傅立叶变换得到：

$s{S}_n(t,f)=W_r\left(f\right)\·W_a(t-\frac{\mathrm{\Δ}{x}_n}{2v_s})\·\exp [-j\frac{\mathrm{\π}{f}^2}{K_r}]\·\mathrm{rect}\left[\frac{f}{B_r}\right]$

$\·\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}(f+f_c)}{c}(R_0\left(t\right)+R_n\left(t\right))\}$

然后，采用所述方位向相位补偿函数H_1，n(f,t)对上式中各个接收波束回波信号进行相应的相位补偿；

最后，经方位向FFT和距离向IFFT得到经方位向相位补偿的回波信号。

作为优选，步骤S103具体包括：

对步骤S102的方位多波束两维频谱重建结果进行距离压缩和一致距离徙动校正；

采用改进的Stolt插值操作完成残余的距离徙动校正，所述改进的Stolt插值操作中的原始距离频率f到新的距离频率f₁的映射关系为：

$f_1=\sqrt{{(f_c+f)}^2-\frac{c^2{f}_a^2}{4v_r^2\left(r_{\mathrm{ref}}\right)}}-\sqrt{f_c^2-\frac{c^2{f}_a^2}{4v_r^2\left(r_{\mathrm{ref}}\right)}};$

利用随斜距变化的方位匹配压缩函数H₄(r,f_a)进行方位压缩；

利用方位向傅里叶逆变换得到完全聚焦的斜视偏置相位中方位多波束星载SAR图像。

作为优选，所述方位匹配压缩函数H₄(r,f_a)为：

$H_4(r,f_a)=\exp \left\{j\frac{4\mathrm{\π}(r-r_{\mathrm{ref}})}{c}\sqrt{{f_c}^2-\frac{c^2{f}_a^2}{4v_r^2\left(r_{\mathrm{ref}}\right)}}\right\}$

$\·\exp \left\{\mathrm{j\π}\right[1-{\left(\frac{v_r\left(r_{\mathrm{ref}}\right)}{v_r\left(r\right)}\right)}^2\left]\frac{\mathrm{\λr}{f}_a^2}{2v_r^2\left(r_{\mathrm{ref}}\right)}\right\}\exp \left(j2\mathrm{\π}{f}_a\frac{r\·\sin {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sq}}}{v_s}\right).$

与现有技术相比，本发明的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法具有以下有益效果：在本发明的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法中，通过方位预处理操作调整了回波信号的多普勒历程，解决了方位信号采样率不足的问题；并且通过斜视方位多波束信号重建，解决了方位多通道非均匀采样问题；最后采用基于改进的Stolt插值操作的RMA算法完成了斜视模式下的大距离徙动校正和聚焦成像。

附图说明

图1为以方位向三波束为例的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR模式工作原理示意图；

图2为斜视星载SAR模式回波数据两维频谱混叠示意图；

图3为本发明的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法的流程示意图；

图4A为三个接收通道回波在两维时域的示意图；

图4B为三个接收通道回波在两维频域的示意图；

图5A为采用本发明方法得到的包含三个点目标的成像场景的成像处理结果示意图；

图5B为图5A中所示的目标点P1插值后的等高线示意图；

图5C为图5A中所示的目标点P2插值后的等高线示意图；

图5D为图5A中所示的目标点P3插值后的等高线示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

图1为以方位向三波束为例的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR模式工作原理示意图，图2为斜视星载SAR模式回波数据两维频谱混叠示意图。

如图1所示，这里以方位三波束为例，其中方位向天线被均匀划分为三个子孔径，中间孔径Tx/Rx用于发射和接收雷达信号，其余的两个子孔径Rx只用于接收雷达回波信号。假设卫星平台飞行速度为v_s，星载SAR成像工作时的斜视角度为θ_sq，目标在雷达波束照射中心时刻到发射天线相位中心的斜距为r，那么目标到发射天线相位中心的瞬时斜距R₀(t)可以表示为：

$R_0\left(t\right)=\sqrt{r^2+v_r^2{t}^2-2r\·v_s\·t\·\sin {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sq}}}$

其中，t表示方位向慢时间，v_r表示雷达的等效速度。此时，目标到接收子天线Rx天线相位中心的瞬时斜距R_n(t)可以表示为：

R_n(t)＝R₀(t-Δx_n/v_s)

其中，n＝1，...,N表示接收波束序号，N为方位向波束个数，Δx_n表示第n个接收孔径与发射孔径相位中心之间的位置间隔。此时，第n个接收波束接收到的回波信号在方位慢时间-距离频域内的表达式可以写成：

$s{S}_n(t,f)=W_r\left(f\right)\·W_a(t-\frac{\mathrm{\Δ}{x}_n}{2v_s})\·\exp [-j\frac{\mathrm{\π}{f}^2}{K_r}]\·\mathrm{rect}\left[\frac{f}{B_r}\right]$

$\·\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}(f+f_c)}{c}(R_0\left(t\right)+R_n\left(t\right))\}$

其中，W_r(·)和W_a(·)分别表示雷达距离向和方位向的天线方向图，K_r表示雷达发射脉冲的调频率，B_r表示发射信号带宽。如果对上式中的R₀(t)和R_n(t)进行泰勒级数展开可以得到：

$s{S}_n(t,f)=W_r\left(f\right)\·W_a(t-\frac{\mathrm{\Δ}{x}_n}{2v_s})\·\exp [-j\frac{\mathrm{\π}{f}^2}{K_r}]\·\mathrm{rect}\left[\frac{f}{B_r}\right]$

$\·\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}(f+f_c)}{c}[r-2(v_{s}t-\frac{\mathrm{\Δ}{x}_n}{2})\sin {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sq}}\left]\right\}$

$\·\exp \{-j\frac{2(f+f_c)\·v_r^2\·{\cos }^2{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sq}}}{c\·r}{(t-\frac{\mathrm{\Δ}{x}_n}{2v_s})}^2\}$

$\·\exp \{-j\frac{(f+f_c)}{c}\·\frac{{\cos }^2{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sq}}\·\mathrm{\Δ}{x}_n^2}{2r}\·\frac{v_g}{v_s}\}$

根据上式可以得到目标的瞬时多普勒频率可以表示为：

$f_a(\mathrm{\Δ\θ},f)=\frac{2v_s\sin ({\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sq}}+\mathrm{\Δ\θ})}{c}(f_c+f)$

其中，Δθ∈[-θ_az/2,θ_az/2]表示目标在雷达方位波束中的位置，θ_az表示方位波束宽度。那么，在星载斜视模式下回波信号的多普勒总带宽B_d可以表示为：

$B_d=\max \left\{f_a(\mathrm{\Δ\θ},f)\right\}-\min \left\{f_a(\mathrm{\Δ\θ},f)\right\}$

$=f_a({\mathrm{\θ}}_{\mathrm{az}}/2,B_r/2)-f_a(-{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{az}}/2,B_r/2)$

$=\frac{2v_s\cos {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sq}}}{\mathrm{\λ}}{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{az}}+\frac{2v_s{B}_r}{c}\sin {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sq}}=B_f+B_{\mathrm{sq}}$

其中，max{·}和min{·}分别表示取最大值和最小值运算。由此可以发现，多普勒总带宽B_d由方位波束带宽B_f和斜视引起的多普勒带宽B_sq两部分组成。但是，在星载斜视方位多波束模式系统设计时，系统方位向总采样频率N·PRF仅仅只能保证大于方位波束带宽B_f，而无法确保大于多普勒总带宽B_d。当系统方位向总采样频率N·PRF无法大于多普勒总带宽B_d时，回波信号两维频谱会在方位向发生混叠现象，如图2所示，此时处理传统正侧视偏置相位中心方位多波束SAR回波数据的成像处理算法不再适用。

图3为本发明的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法的流程示意图。

如图3所示，本发明的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法包括以下步骤：

S101：采用方位向相位补偿函数H_1，n(f,t)分别对各方位波束接收的回波数据进行相应的相位补偿，其中n＝1，...,N；

步骤S101的具体过程如下：

首先，对每个方位波束接收到的雷达基带信号进行距离向傅立叶变换得到：

$s{S}_n(t,f)=W_r\left(f\right)\·W_a(t-\frac{\mathrm{\Δ}{x}_n}{2v_s})\·\exp [-j\frac{\mathrm{\π}{f}^2}{K_r}]\·\mathrm{rect}\left[\frac{f}{B_r}\right]$ (1)

$\·\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}(f+f_c)}{c}(R_0\left(t\right)+R_n\left(t\right))\}$

然后，采用方位向相位补偿函数H_1,n(f,t)对式(1)中各个接收波束回波信号进行相应的相位补偿。在本实施例中，作为优选实施方式，所述方位向相位补偿函数H_1,n(f,t)为：

$H_{1,n}(f,t)=\exp \{-j2\mathrm{\π}\frac{2v_s\sin {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sq}}\·(f+f_c)}{c}\·(t-\frac{\mathrm{\Δ}{x}_n}{2v_s})\}---\left(2\right)$

最后，经方位向FFT（傅里叶变换）和距离向IFFT（傅里叶逆变换）得到经方位向相位补偿的回波信号。此时，斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR的多普勒总带宽降为B_f。

S102：联合方位向各个波束接收到的回波信号，利用方位重构滤波器组P(f_a)对方位多波束回波信号进行重建。在本实施例中，作为优选实施方式，所述方位重构滤波器组P(f_a)为：

$P\left(f_a\right)={\left[\begin{array}{ccc}{G}_1\left(f_a\right)& \·\·\·& G_N\left(f_a\right)\\ G_1(f_a+\mathrm{PRF})& \·\·\·& G_N(f_a+\mathrm{PRF})\\ \·& \·& \·\\ \·& \·& \·\\ \·& \·& \·\\ G_1(f_a+(N-1)\mathrm{PRF})& \·\·\·& G_N(f_a+(N-1)\mathrm{PRF})\end{array}\right]}^{-1}---\left(3\right)$

其中

$G_n\left(f_a\right)=\exp [-j\frac{v_g}{v_s}\frac{\mathrm{\π}\·{\cos }^2{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sq}}\·\mathrm{\Δ}{x}_n^2}{2\mathrm{\λr}}]\·\exp [-j2\mathrm{\π}{f}_a\frac{\mathrm{\Δ}{x}_n}{2v_s}]---\left(4\right)$

$f_a\∈(-\frac{N\·\mathrm{PRF}}{2}+f_{\mathrm{dc}},-\frac{(N-2)\·\mathrm{PRF}}{2}+f_{\mathrm{dc}})---\left(5\right)$

为了解决由于方位总采样率不足造成的多普勒频谱混叠问题，需要对重建后的多普勒频谱在方位向进行适当的补零操作，其中假设补零长度为ΔN_az。在本实施例中，作为优选实施方式，所述方位向补零长度为ΔN_az为：

ΔN_az＝(k_s·B_d-N·PRF)·T    (6)

其中，k_s表示方位向过采样率，T为方位信号时间长度。

在通常的SAR成像算法中，距离徙动校正依赖于目标的原始多普勒历程，所以这里需要利用频谱还原函数H₂(f_r,t)还原目标回波信号的原始多普勒历程。在本实施例中，作为优选实施方式，所述多普勒频谱还原函数H₂(f_r,t)为：

$H_2(t,f)=\exp (j2\mathrm{\π}\frac{2v_s\sin {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sq}}\·f}{c}\·t)---\left(7\right)$

最后，经方位向FFT操作得到完整且不混叠的两维频谱。

S103：利用改进的RMA算法进行回波数据的聚焦成像。

改进的RMA算法利用传递函数H₃(f_a,f)进行距离压缩和一致距离徙动校正，其中传递函数H₃(f_a,f)为：

$H_3(f,f_a)=\exp [j\frac{4\mathrm{\π}{r}_{\mathrm{ref}}}{c}\sqrt{{(f_c+f)}^2-\frac{c^2{f}_a^2}{4v_r^2\left(r_{\mathrm{ref}}\right)}}+j\frac{\mathrm{\π}{f}^2}{K_r}]---\left(8\right)$

其中，r_ref为参考斜距，通常选为场景中心的斜距，v_r(r_ref)表示参考斜距r_ref处雷达的等效速度。

对于经过一致相位补偿后的两维频谱采用改进的Stolt插值操作来实现残余的距离徙动校正。改进的Stolt插值操作中的原始距离频率f到新的距离频率f₁的映射关系为：

$f_1=\sqrt{{(f_c+f)}^2-\frac{c^2{f}_a^2}{4v_r^2\left(r_{\mathrm{ref}}\right)}}-\sqrt{f_c^2-\frac{c^2{f}_a^2}{4v_r^2\left(r_{\mathrm{ref}}\right)}}---\left(9\right)$

在距离向IFFT完成之后，再利用随斜距变化的方位匹配压缩函数H₄(r,f_a)进行方位信号聚焦。在本实施例中，作为优选实施方式，所述方位匹配压缩函数H₄(r,f_a)为：

$H_4(r,f_a)=\exp \left\{j\frac{4\mathrm{\π}(r-r_{\mathrm{ref}})}{c}\sqrt{{f_c}^2-\frac{c^2{f}_a^2}{4v_r^2\left(r_{\mathrm{ref}}\right)}}\right\}$

$\·\exp \left\{\mathrm{j\π}\right[1-{\left(\frac{v_r\left(r_{\mathrm{ref}}\right)}{v_r\left(r\right)}\right)}^2\left]\frac{\mathrm{\λr}{f}_a^2}{2v_r^2\left(r_{\mathrm{ref}}\right)}\right\}\exp \left(j2\mathrm{\π}{f}_a\frac{r\·\sin {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sq}}}{v_s}\right)$

最后，利用方位向IFFT操作得到完全聚焦的斜视偏置相位中方位多波束星载SAR图像。

下面为本发明的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法的一个具体实施例。

实施该斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法所采用的系统主要参数为：雷达场景中心等效速度为7200m/s，载频为5.6GHz，发射子孔径长度为4m，接收子孔径长度也是3m，方位向通道数为3，方位向斜视角度为20°，发射信号脉冲宽度和带宽分别为4μs和100MHz，距离向信号的采样率为120MHz，系统PRF为1315.6Hz。这里设置一个成像场景，其中包含三个点目标P1、P2和P3，三个点目标的位置（距离向，方位向）分别为（-100m,-100m）、（0m,0m)和（100m,100m）。

方位向三个波束接收到的回波信号实部以及它们的两维频谱分别如图4A和图4B所示，运用本发明的成像方法处理得到成像场景的结果如图5A所示，三个点目标的等高线分别如图5B、图5C和图5D所示，各点目标的成像性能指标参数如表1所示，从中可以发现，设置的成像场景得到了很好的聚焦效果。

表1点目标成像性能参数

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

S101：采用方位向相位补偿函数H_1，n(f,t)分别对各方位波束接收的回波数据进行相应的相位补偿；

S102：采用方位重构滤波器组P(f_a)对经相位补偿后的回波数据的多普勒频谱在距离-多普勒域内进行重建，并利用频谱还原函数H₂(f_r,t)恢复目标回波信号的多普勒历程；

S103：利用改进的RMA算法进行回波数据的聚焦成像。

2.根据权利要求1所述的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法，其特征在于，在步骤S101中，所述方位向相位补偿函数H_1，n(f,t)为：

$H_{1,n}(f,t)=\exp \{-j2\mathrm{\π}\frac{2v_s\sin {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sq}}\·(f+f_c)}{c}\·(t-\frac{{\mathrm{\Δx}}_n}{2v_s})\},$

其中，n＝1,...,N表示接收波束序号，N为方位向波束个数，v_s为卫星速度，θ_sq为斜视角，f_c为雷达载频，f为距离向频率，c为光速，t为方位时间，Δx_n表示第n个接收波束与发射波束相位中心之间的位置关系。

3.根据权利要求1所述的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法，其特征在于，在步骤S102中，所述方位重构滤波器组P(f_a)为：

$P\left(f_a\right)={\left[\begin{array}{ccc}{G}_1\left(f_a\right)& \·\·\·& G_N\left(f_a\right)\\ G_1(f_a+\mathrm{PRF})& \·\·\·& G_N(f_a+\mathrm{PRF})\\ \·& \·& \·\\ \·& \·& \·\\ \·& \·& \·\\ G_1(f_a+(N-1)\mathrm{PRF})& \·\·\·& G_N(f_a+(N-1)\mathrm{PRF})\end{array}\right]}^{-1},$

其中

$G_n\left(f_a\right)=\exp [-j\frac{v_g}{v_s}\frac{\mathrm{\π}\·{\cos }^2{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sq}}\·\mathrm{\Δ}{x}_n^2}{2\mathrm{\λr}}]\·\exp [-j2\mathrm{\π}{f}_a\frac{\mathrm{\Δ}{x}_n}{2v_s}]$

$f_a\∈(-\frac{N\·\mathrm{PRF}}{2}+f_{\mathrm{dc}},-\frac{(N-2)\·\mathrm{PRF}}{2}+f_{\mathrm{dc}})$

其中，λ为雷达工作波长，r为波束中心时刻目标到天线的斜距，PRF为系统的脉冲重复频率，f_dc为多普勒中心频率。

4.根据权利要求1所述的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法，其特征在于，在步骤S102中，所述频谱还原函数H₂(f_r,t)为：

$H_2(f,t)=\exp (j2\mathrm{\π}\frac{2v_s\sin {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sq}}\·f}{c}\·t)$

其中，v_s为卫星速度，θ_sq为斜视角，f为距离向频率，c为光速，t为方位时间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法，其特征在于，步骤S101具体包括：

首先，对每个方位波束接收到的雷达基带信号进行距离向傅立叶变换得到：

$s{S}_n(t,f)=W_r\left(f\right)\·W_a(t-\frac{\mathrm{\Δ}{x}_n}{2v_s})\·\exp [-j\frac{\mathrm{\π}{f}^2}{K_r}]\·\mathrm{rect}\left[\frac{f}{B_r}\right]$

$\·\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}(f+f_c)}{c}(R_0\left(t\right)+R_n\left(t\right))\}$

然后，采用所述方位向相位补偿函数H_1，n(f,t)对上式中各个接收波束回波信号进行相应的相位补偿；

最后，经方位向FFT和距离向IFFT得到经方位向相位补偿的回波信号。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法，其特征在于，步骤S103具体包括：

对步骤S102的方位多波束两维频谱重建结果进行距离压缩和一致距离徙动校正；

采用改进的Stolt插值操作完成残余的距离徙动校正，所述改进的Stolt插值操作中的原始距离频率f到新的距离频率f₁的映射关系为：

$f_1=\sqrt{{(f_c+f)}^2-\frac{c^2{f}_a^2}{4v_r^2\left(r_{\mathrm{ref}}\right)}}-\sqrt{f_c^2-\frac{c^2{f}_a^2}{4v_r^2\left(r_{\mathrm{ref}}\right)}};$

利用随斜距变化的方位匹配压缩函数H₄(r,f_a)进行方位压缩；

利用方位向傅里叶逆变换得到完全聚焦的斜视偏置相位中方位多波束星载SAR图像。

7.根据权利要求6所述的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法，其特征在于，所述方位匹配压缩函数H₄(r,f_a)为：

$H_4(r,f_a)=\exp \left\{j\frac{4\mathrm{\π}(r-r_{\mathrm{ref}})}{c}\sqrt{{f_c}^2-\frac{c^2{f}_a^2}{4v_r^2\left(r_{\mathrm{ref}}\right)}}\right\}$

$\·\exp \left\{\mathrm{j\π}\right[1-{\left(\frac{v_r\left(r_{\mathrm{ref}}\right)}{v_r\left(r\right)}\right)}^2\left]\frac{\mathrm{\λr}{f}_a^2}{2v_r^2\left(r_{\mathrm{ref}}\right)}\right\}\exp \left(j2\mathrm{\π}{f}_a\frac{r\·\sin {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sq}}}{v_s}\right).$

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