SAR成像处理中的距离多普勒算法分析

距离多普勒成像算法分析 距离多普勒（Range-Doppler，RD）算法是SAR成像处理中最直观，最基本的经典方法。它可以理解为时域相关算法的演变。下面是对距离多普勒算法的详细分析： 一、距离迁移 距离迁移是合成孔径雷达成像中的一个重要问题，产生的原因是SAR载机与照相目标间的相对运动。随着载机的运动，对地面某一静止的目标来说，其与雷达载机间的距离不断变化。这将导致目标的回波信号在雷达接收机中位于不同的距离门内。 二、处理方法 距离迁移的存在使方位向处理成为一个二维处理，即使回波信号在距离向和方位向上产生耦合。成像处理的基本思想是将二维处理分解为两个级联的一维处理。距离向直接将接受到的回波信号进行脉冲压缩即可，但在方位向处理，由于距离迁移现象的存在，是同一点目标回波位于不同的距离门内，不能直接进行压缩处理。 为了使方位向也可以进行压缩处理，距离压缩后的图像应进行距离迁移校正，将距离压缩后的信号压缩为图3所示。最后再进行方位向压缩，处理后如图4，得到一个点目标。 三、理论分析 设合成孔径时间中点为tp，雷达与目标的瞬时距离R按泰勒公式展开，取前三项： R = R0 + v \* t + (v^2 / (2 \* R0)) \* t^2 引起的回波相位变化为： φ = (4 \* π \* v / λ) \* t + (2 \* π \* v^2 / (λ \* R0)) \* t^2 这个相位称为多普勒相位。它的一节导数为多普勒中心频率f_d = (2 \* v / λ)，二阶导数为多普勒调频率f_d' = (v^2 / (λ \* R0))，故有： f_d = (2 \* v / λ) f_d' = (v^2 / (λ \* R0)) [pic]与[pic]的差值是[pic]时刻相对与[pic]时刻相对于[pic]时刻的距离变化量，也就是距离迁移量。上式右边的线性项称为距离走动，二次项称为距离弯曲，即距离迁移可以分解为距离走动和距离弯曲。 四、距离多普勒算法 距离多普勒算法（RD算法）的基本思想是根据上述将二维处理分解为两个一维处理的级联形式，其特点是只考虑相位展开的一次项，将距离压缩后的数据沿方位向作FFT变换，以得到最终的成像结果。