钟华^1,,,
王梦圆¹,
宋慧娜¹,
白壬潮²,
李世平¹,
曹佳熠¹,
赵荣华¹
1.杭州电子科技大学通信工程学院 杭州 310018
2.空军装备部 北京 100843
基金项目:国家自然科学基金(61301248)，中国博士后科学基金(2018M630589)，浙江省基础公益项目(LGG18F010009)，声呐技术重点实验室开放基金(6142109KF201807)，浙江省教育厅一般科研项目(Y201942113)

详细信息

作者简介:钟华：男，1978年生，博士，副教授，研究方向为信号与信息处理
王梦圆：男，1995年生，硕士生，研究方向为信号与信息处理
宋慧娜：女，1987年生，博士，讲师，研究方向为信号与信息处理
白壬潮：男，1980年生，硕士生，高级工程师，研究方向为飞行器总体设计与载荷研制
李世平：男，1995年生，硕士生，研究方向为信号与信息处理
曹佳熠：男，1996年生，硕士生，研究方向为信号与信息处理
赵荣华：男，1995年生，硕士生，研究方向为信号与信息处理

通讯作者:钟华　hzhong@hdu.edu.cn

中图分类号:TN957.52

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出版历程

收稿日期:2020-08-03
修回日期:2020-12-10
网络出版日期:2021-02-22
刊出日期:2021-03-22

An Imaging Algorithm for Diving Highly Squinted SAR Based on Three-Dimensional Equidistant Sphere Analytical Model

Hua ZHONG^1,,,
Mengyuan WANG¹,
Huina SONG¹,
Renchao BAI²,
Shiping LI¹,
Jiayi CAO¹,
Ronghua ZHAO¹
1. School of Communication Engineering, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou 310018, China
2. Air Force Department of Equipment, Beijing 100843, China
Funds:The National Natural Science Foundation of China(61301248), China Postdoctoral Science Foundation(2018M630589), Zhejiang Province Science and Technology Plan Project(LGG18F010009), The Science and Technology on Sonar Laboratory(6142109KF201807), Zhejiang Provincial Department of Education Research Projects(Y201942113)


摘要
摘要:当合成孔径雷达(SAR)工作在俯冲段大斜视模式时，面临着斜视角沿距离向空变、距离-方位耦合严重以及3维速度与加速度带来扰动等问题，导致回波存在着严重的距离徙动(RCM)和多普勒相位的2维空变。针对这些问题，该文构建了一种用于精确描述俯冲段大斜视SAR回波距离-方位空变特性的3维等距球体解析模型。基于该模型，提出一种去除方位空变残余高阶RCM的校正方法，并重新推导了去除多普勒相位方位空变的频域拓展非线性变标(FENLCS)方法，结合子孔径处理方式解决了SAR工作在俯冲段大斜视模式下所面临问题。理论分析和仿真结果证明，该文构建的模型对于回波的距离-方位空变特性有着更精确的描述，且所提算法具有更好的成像效果。
关键词:合成孔径雷达/
俯冲段大斜视/
2维空变/
残余高阶距离徙动/
3维等距球体解析模型
Abstract:In the case of diving highly squinted Synthetic Aperture Radar (SAR), the existence of range-dependent squint angle, severe range-azimuth coupling, three-Dimensional (3-D) velocity and acceleration produces two-Dimensional (2-D) spatial-variant Range Cell Migration (RCM) and Doppler phases. To accommodate these issues, this paper constructs a 3-D equidistant sphere analytical model to precisely reveal the range-azimuth variant property of the echo. Based on the model, an azimuth-variant residual high-order RCM correction is proposed, and the Frequency Extended NonLinear Chirp Scaling (FENLCS) is rederived to equalize the azimuth-variant Doppler phases. These two methods integrated with SubAperture (SA) processing are adopted to address the aforementioned issues faced by diving highly squinted SAR. Theoretical analysis and simulation results validate that the proposed model is capable of describing the range-azimuth spatial-variance property of echo more precisely, and better imaging performance can be acquired by this algorithm.
Key words:SAR/
Diving highly squinted/
Two-Dimensional (2-D) spatial-variance/
Residual high-order Range Cell Migration (RCM)/
Three-Dimensional (3-D) equidistant sphere analytical model



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