合成孔径侧视雷达数字成像处理的优化方案

SAR收集从天线发射出的宽幅脉冲信号到达地表后的后向散射信号以时间序列记录下来的数据，如图9-8所示。这些原始信号如果不进行重建，是看不出图像特征的。SAR的原始数据必须经过处理，才能变成如图9-9所示的通常意义上的图像。在原始数据中，来自地表某一点P的后向散射信号被拉长记录到仅相当于脉冲宽度的距离之上。此外随着平台的移动，在微波波束穿过P点期间的不同摄站上都可以接收到P的后向散射信号，所以其反射信号在方位方向上也被拉长记录下来了。

图9-8　SAR的原始数据

图9-9　SAR重建图像

通过距离压缩和方位压缩可以把距高方向和方位方向上分布记录的地面上一点的接收信号压缩到一点上。为了进行压缩，一般先求出接收信号与参考函数的互相关。距离压缩时的参考函数是与发射信号复共轭的信号，方位压缩时的参考函数是与多普勒效应引起的线性调频信号的复共轭信号。为了提高处理速度，接收信号与参考函数互相关的计算通常在频率域中进行。随着平台的移动，地面上一点到雷达天线的距离是以时间为自变量的二次函数，这样雷达在不同时刻和位置接收到的同一地面目标的信号不是在一条直线上，这种现象称为距离迁移（Range Migration）。由于距离迁移的影响，在与方位方向有关的二次曲线上分布记录了地面上一点的信号，把这些信号纠正到一条直线上的处理过程称之为距离单元迁移纠正（Range Cell Migration Correction）。图9-10和图9-11给出了SAR数据成像处理的流程和这一处理过程的示意图。(www.xing528.com)

图9-10　SAR数据成像处理的流程

图9-11　SAR数据成像处理过程的示意图

在SAR图像上，每个像元的灰度值基本服从指数分布，每个像元点都有一个灰度的随机涨落性，结果出现了颗粒状的光斑（Speckle）噪声，因此消除图像上这些光斑噪声成为SAR数据成像处理的另一项主要内容。通常是将合成孔径分为若干个子孔径，在每个子孔径内分别进行方位压缩，再将多个子孔径的处理结果求和平均，就可以消除或减少光斑噪声。遗憾的是这样做的同时却降低了方位分辨力。这种处理方法称为多视处理，子孔径的数目称为视数，多视处理一般在频率域内进行。