基于DSP的高分辨SAR多普勒調頻率的估算

雷達可以全天候、全天時(shí)、遠距離對目標進(jìn)行檢測和定位，隨著(zhù)合成孔徑雷達(SAR)技術(shù)的引入，可以通過(guò)SAR獲得觀(guān)測區域的高分辨圖像，在國民經(jīng)濟和軍事領(lǐng)域中有著(zhù)十分重要的應用。為了獲得高分辨，發(fā)射大時(shí)寬的寬頻帶信號，如線(xiàn)性調頻信號等，可以在接收后進(jìn)行脈沖壓縮來(lái)實(shí)現。在實(shí)際處理中，脈沖壓縮是通過(guò)快速傅里葉變換來(lái)實(shí)現的，對于場(chǎng)景大、分辨率高的情況，尤其是在實(shí)時(shí)成像中實(shí)際運算量也是十分的巨大。為此，采用由ADI公司的TS-201S高性能數字信號處理器搭建的平臺來(lái)實(shí)現實(shí)時(shí)成像系統。文中分析了MD算法實(shí)際工程應用，并完成了多普勒調頻率估計的快速估算。

1 基本原理
1．1 高分辨SAR成像計算流程
從圖1中可以看出在整個(gè)實(shí)時(shí)成像系統中，多普勒調頻率的準確而快速的計算尤為重要。其中在運動(dòng)補償中，運動(dòng)補償參數是由多普勒調頻率推導出的。在方位脈沖壓縮中，在用CS算法完成距離向的距離走動(dòng)和距離彎曲矯正后，還需要對多普勒調頻率做再次的估計，以便于精確的完成方位脈沖壓縮，因此多普勒調頻率的計算精度和速度對成像有很大的影響。

1．2 MD估計算法
在實(shí)際應用中，MD估計算法是主要的多普勒調頻率估計算法，由于二次相位是使圖像產(chǎn)生模糊的主要相位項，且MD估計算法能穩健地估計二次相位。MD估計算法將全孔徑時(shí)間分成不交疊的兩個(gè)子孔徑，在利用二次相位在前后兩部分孔徑中有不同的函數表述式子。每個(gè)子孔徑可分解成常量、一次分量和二次分量，其中常量和二次分量相同，一次分量使兩個(gè)子孔徑像平移。MD估計算法就是通過(guò)估計兩個(gè)子孔徑之間的平移量，估計整個(gè)孔徑的二次項系數，得到多普勒調頻率的估計值。其具體流程，如圖2所示。