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图像的空间分辨率是合成孔径雷达(SAR-SyntheticApertureRadar)成像的重要指标之一。抑制SAR图像中出现的旁瓣是提高SAR成像质量的关键因素之一。随着SAR技术的进步和应用需求的进一步发展,星载SAR的分辨率越来越高,出现了成像几何模型高阶相位误差较大,图像聚焦效果较差,图像旁瓣较大等问题,严重影响了图像质量的提高,解决这些问题,实现高分辨率成像,具有重大的理论意义和参考价值。
本文主要研究内容包括以下几个部分:
1.为了解决高分辨率星载合成孔径雷达成像中存在的成像几何模型高阶相位误差较大的问题,本文基于高分辨率星载SAR成像的空间距离模型,推导了距离模型在不同高度,不同纬度、不同入射角,考虑到地球自转的极轨卫星与波束中心地面目标的瞬时斜距的精确表达式与高阶近似表达式,给出了不同参数,不同阶数条件下的误差分析,着重研究了赤道附近和极点附近的距离模型。高精度星载SAR距离模型是高分辨率SAR成像算法的基础,结论可以为高分辨率SAR成像算法的改进提供参考。
2.为了解决高分辨率星载合成孔径雷达成像中存在的图像聚焦效果较差的问题,本文基于经典的ChirpScaling算法和星载聚束模式下的空间距离模型,提出了一种基于高阶相位补偿的SAR高分辨率成像算法,并且利用点目标仿真数据进行试验,证明了提出的方法可以有效地实现高分辨率星载合成孔径雷达成像,达到良好的聚集效果。
3.为了解决高分辨率星载合成孔径雷达成像中存在的图像旁瓣过大的问题,本文基于经典的距离多普勒(RangeDoppler)算法和CLEAN原理,提出了一种基于CLEAN的SAR图像旁瓣抑制算法,把通常用于图像处理的CLEAN算法引入到SAR成像处理中。分析算法流程,比较点目标仿真结果和RADARSAT-1海洋稀疏目标场景成像结果,表明提出的方法在保证成像分辨率的同时,能够有效地抑制合成孔径雷达图像的旁瓣。