宽测绘带SAR成像的一种侧摆模式及其压缩感知处理方法

杨 东 廖桂生 朱圣棋 王伟伟 张学攀

(西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室 西安 710071)

1 引言

宽测绘带成像拥有大场景成像能力，能够有效缩短重复观测周期，在海洋现象观测、农作物生长观察、大场景广域动目标检测(GMTI)等领域得到广泛应用。普通成像中波束宽度受限于雷达孔径，成像幅宽通常局限在一个波束宽度内，为了扩大场景幅宽，通常采用减方位向点目标积累时间的方法，利用冗余时间对不同距离向子带进行照射。现有的宽幅成像模式主要有星载 ScanSAR[1,2]和 TOPS(Terrain Observation by Progressive Scans)SAR[3-5]及其改进模式[6]等。

ScanSAR模式即在一个合成孔径周期内，利用短脉冲(Burst)工作方式，间歇性调整雷达波束指向，获取宽幅测绘能力。但对区域的短时间照射不但减少了方位向积累时间，同时造成了图像中存在明显的扇贝效应，使得系统的方位模糊比和输出信噪比在不同方位向产生差异，这对后续信号的统一处理造成不便。TOPS模式在距离向与 ScanSAR模式相同，而在方位向采用主动逆向滑动方式，加快了雷达在方位向的信息获取速度，并利用冗余的时间观测其他距离向子测绘带，通过多条子测绘带拼接，以获取宽幅测绘能力。由于方位向的所有目标都被完整的波束照射，因此可较好地克服ScanSAR模式的扇贝效应和模糊比与信噪比在方位向严重不一致的问题。然而TOPSAR在繁冗的降频处理下不但会增加系统的复杂度，同时还造成场景分辨率整体下降，所以上述两种宽幅成像模式都不能有效确保场景中心区域的成像质量。……