一种新的圆迹SAR快速后向投影算法

阚学超，李银伟，王海涛，付朝伟

(上海目标识别与环境感知工程技术研究中心，上海201109)

0 引言

后向投影(Back Projection，BP)算法是一种精确的时域成像算法，可以很好的解决圆迹合成孔径雷达(Circular Synthetic Aperture Radar，CSAR)成像中存在的距离向和方位向耦合的问题[1]。圆迹SAR的BP算法成像需要将成像区域网格投影到各个方位向距离压缩数据对应的位置上，并在所有方位向相干叠加，其计算复杂度与N3(假设方位向个数为N，成像网格点的数量为N×N)成正比。在圆迹SAR成像中，相邻成像网格点的间距与雷达波长成正比，当雷达发射高频信号时，成像网格点数N较大，此时BP算法成像效率低下，严重影响了其在实时成像领域的应用。

针对BP算法运算效率低下的问题，国内外学者从算法的层面上提出了多种方法以降低运算量。文献[2-3]提出了局部后向投影(LBP)算法，划分成像子区域，但在子图像拼接的精度受到误差影响较大。文献[4-5]提出了基于极坐标下划分子孔径的快速后向投影(FBP)算法，通过子孔径图像相干叠加的方法缩减了计算量，但FBP算法中成像质量受到插值运算影响较大。文献[6-7]在FBP的基础上提出了快速分解后向投影(FFBP)算法，建立了子孔径分解、波束形成和子孔径(子图像)递归融合的基本框架，但FFBP算法无法直接结合自聚焦技术进行运动补偿。文献[8-10]提出了使用LOS虚拟极坐标系来改进FFBP的算法和加速后向投影(Expediting BP，EBP)算法，解决了自聚焦和运动补偿结合的问题，但同时也存在角域波数谱折叠的问题。

本文根据BP算法的原理，提出了一种将目标区域投影到一维距离的快速BP算法。……