圓周SAR與線性SAR成像特性分析與對(duì)比*

賈高偉，常文革(國(guó)防科技大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410073)

圓周SAR與線性SAR成像特性分析與對(duì)比*

賈高偉，常文革
(國(guó)防科技大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410073)

圓周合成孔徑雷達(dá)因其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為雷達(dá)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。分析圓周合成孔徑雷達(dá)與線性合成孔徑雷達(dá)在成像區(qū)域大小、點(diǎn)散布函數(shù)特性、回波頻譜特點(diǎn)、三維成像能力等方面的差異，凸顯了圓周合成孔徑雷達(dá)的成像特點(diǎn)。發(fā)現(xiàn)單航過(guò)圓周合成孔徑雷達(dá)頻域成像處理的難點(diǎn)在于其回波頻譜的空變性。為提高頻域成像處理的效率，分析了平面圓周合成孔徑雷達(dá)與多航過(guò)圓周合成孔徑雷達(dá)成像模式，并指出這兩種模式易于在頻域開展一致化處理。仿真試驗(yàn)證明了分析內(nèi)容的正確性。

圓周合成孔徑雷達(dá)；線性合成孔徑雷達(dá)；回波頻譜；點(diǎn)散布函數(shù)；三維成像

通過(guò)對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行全方位長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)，圓周合成孔徑雷達(dá)(Circular Synthetic Aperture Radar，CSAR)具有二維超高分辨力、高信噪比以及能三維成像等突出優(yōu)勢(shì)［1-6］，已成為SAR領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前，瑞典防務(wù)研究院［7］、法國(guó)宇航局［8］、德國(guó)宇航中心［9-11］及中國(guó)科學(xué)院電子所［12-13］已開展了圓周SAR的機(jī)載試驗(yàn)，初步驗(yàn)證了其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

就成像技術(shù)而言，目前圓周SAR的成像算法并不成熟。在機(jī)載試驗(yàn)中廣泛采用的成像算法為后向投影算法(Back-Projection，BP)及其改進(jìn)型快速BP算法［9］。BP算法的優(yōu)點(diǎn)是處理過(guò)程簡(jiǎn)單，且對(duì)雷達(dá)軌跡的依賴性很低。近年來(lái)快速后向投影算法［9］(Fast Factorized Back Projection，F(xiàn)FBP)的出現(xiàn)較大地減小了BP算法的計(jì)算量并有力促進(jìn)了其在實(shí)際系統(tǒng)中的應(yīng)用?？偟膩?lái)講，盡管人們可以利用BP算法獲得圓周SAR相參積累結(jié)果，但卻從未停止對(duì)具有更好效率的頻域成像算法的探索。賈高偉等基于頻域信號(hào)分析對(duì)圓周SAR的成像特性進(jìn)行研究，這對(duì)開展圓周SAR的頻域成像處理具有指導(dǎo)性作用。

線性軌跡SAR，包括條帶SAR、聚束SAR、滑動(dòng)聚束SAR等，在成像技術(shù)方面已日臻成熟［14］，相應(yīng)的頻域成像算法是人們最為常見和熟悉的SAR數(shù)據(jù)處理方式。賈高偉等通過(guò)對(duì)比圓周SAR與線性SAR的成像特性差異凸顯了圓周SAR的成像特點(diǎn)。分析表明，單航過(guò)圓周SAR頻域成像處理的難點(diǎn)體現(xiàn)在其回波頻譜的空變性，這不利于在頻域進(jìn)行一致化處理以提高成像效率。為提高圓周SAR頻域成像處理效率，賈高偉等從信號(hào)頻譜分析的角度指出多航過(guò)圓周SAR成像模型易于在頻域開展高效率成像處理，且具有三維精確成像的能力。

1 圓周SAR成像模型簡(jiǎn)介

圓周SAR的成像幾何模型如圖1所示，圖1中雷達(dá)沿半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，方位向觀測(cè)角為θ，雷達(dá)天線相位中心(Array Phase Center，APC)的三維坐標(biāo)為(xr，yr，H)，其極坐標(biāo)表示為(R cosθ，R sinθ，H)。

圖1 圓周SAR成像幾何Fig.1 Geometry of CSAR

在雷達(dá)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，雷達(dá)波束始終指向半徑為Ra的成像區(qū)域。設(shè)定成像區(qū)域?yàn)樗降孛?，其中某一點(diǎn)目標(biāo)P的坐標(biāo)為(x，y，0)，其極坐標(biāo)表示為(r cosφ，r sinφ，0)，O為坐標(biāo)原點(diǎn)。θz表示場(chǎng)景中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的雷達(dá)入射角。直觀地，可以得到雷達(dá)APC同目標(biāo)P之間的瞬時(shí)斜距為:

設(shè)雷達(dá)發(fā)射信號(hào)為線性調(diào)頻信號(hào)(Linear Frequency Modulation，LFM):

其中，fc和γ分別為L(zhǎng)FM信號(hào)的載頻和調(diào)頻率，LFM信號(hào)的持續(xù)時(shí)間是Tp，t為時(shí)間變量，^t為快時(shí)間變量。針對(duì)點(diǎn)目標(biāo)P，其雷達(dá)回波經(jīng)快時(shí)間域匹配濾波后可以表示為:

對(duì)于線性SAR(以條帶SAR為例)，雷達(dá)APC同目標(biāo)P之間的瞬時(shí)斜距可以表示為:

其中，Rd表示條帶SAR雷達(dá)APC同目標(biāo)之間的零多普勒斜距。類似于式(4)，可以得到條帶SAR模式下目標(biāo)P對(duì)應(yīng)的雷達(dá)回波為:

2 圓周SAR與線性SAR的差異

2.1 成像區(qū)域大小及數(shù)據(jù)處理平面的選擇

以條帶SAR為例，當(dāng)雷達(dá)運(yùn)行軌跡確定，其距離向的測(cè)繪帶寬由雷達(dá)波束入射角以及波束俯仰寬度決定；方位向測(cè)繪帶寬則沒(méi)有限制。鑒于線性SAR系統(tǒng)可以涵蓋單/雙站SAR，為表述準(zhǔn)確，文中線性SAR專指線性單站正側(cè)視條帶SAR。依據(jù)圖1，圓周SAR工作模式下，當(dāng)雷達(dá)運(yùn)行軌跡確定，雷達(dá)有效觀測(cè)區(qū)域的大小由“波足”決定:觀測(cè)區(qū)域半徑同載機(jī)飛行半徑之間滿足Ra≈R sin(Θw/2)，Θw為天線方位向波束寬度。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在雷達(dá)運(yùn)行高度及入射角確定的情況下，圓周SAR對(duì)應(yīng)的觀測(cè)場(chǎng)景小于條帶SAR工作模式的。

此外，對(duì)于線性SAR，人們通常選用斜距平面進(jìn)行成像處理，且最終的雷達(dá)成像結(jié)果亦可以展現(xiàn)在斜距平面上。針對(duì)圓周SAR，其回波錄取面不再是一個(gè)平面。為此，圓周SAR的成像處理結(jié)果一般呈現(xiàn)在水平平面，即為正射雷達(dá)圖像。

2.2 頻譜支撐域及點(diǎn)散布函數(shù)

由式(6)，可以獲得線性SAR回波對(duì)應(yīng)的相位歷程為:

定義kR=2k為視線方向(Line Of Sight，LOS)的波數(shù)，ka表示線性SAR沿航向的波數(shù)，即為:

其中θm為線性SAR瞬時(shí)方位角。式(8)表明了ka的取值同目標(biāo)方位向位置無(wú)關(guān)，這一特性被稱為“方位不變性”。該特性有利于在多普勒頻域開展一致化處理以提高成像效率。此外，式(8)表明線性SAR回波頻譜支撐域的形狀(kR，ka)= (2k，2k sinθm)為梯形，且與目標(biāo)位置無(wú)關(guān)。

圖2展現(xiàn)了大家熟知的條帶SAR回波頻譜支撐域，結(jié)合線性SAR知識(shí)［14］，可以得到二維波數(shù)的取值范圍:

圖2 線性SAR回波頻譜支撐域Fig.2 Spectrum support domain of linear SAR

其中λ為載波波長(zhǎng)。以距離向的頻譜為例，其包絡(luò)為矩形窗?；诟道锶~變換知識(shí)［14］，矩形窗函數(shù)的傅里葉變換對(duì)為sinc函數(shù)，即距離向點(diǎn)散布函數(shù)為sinc［πBt］，這表明距離向分辨率同信號(hào)帶寬B相關(guān)，而點(diǎn)散布函數(shù)(Point Spread Function，PSF)對(duì)應(yīng)的峰值旁瓣比、積分旁瓣比等均由sinc函數(shù)特性決定。類似地也可以得到方位向點(diǎn)散布函數(shù)的特性［14］。需要指出的是，線性SAR對(duì)應(yīng)的回波頻譜支撐域形狀不會(huì)隨著目標(biāo)位置變化而變化，因而其點(diǎn)散布函數(shù)是唯一的。

針對(duì)單航過(guò)圓周SAR，設(shè)kx，ky分別表示目標(biāo)P在x，y方向的波數(shù)。由式(4)得知圓周SAR的相位歷程為Φc=

ρ的取值決定了圓周SAR在地平面波數(shù)支撐域的形狀。觀察式(11)得知ρ的取值同目標(biāo)空間位置相關(guān)，即回波頻譜支撐域的取值不再是恒定的，而是空變的。由此可知，單航過(guò)圓周SAR對(duì)應(yīng)的頻譜支撐域不再具有“方位不變性”且其點(diǎn)散布函數(shù)同樣是空變的。

對(duì)于場(chǎng)景中心點(diǎn)，結(jié)合式(11)及式(12)，其頻譜波數(shù)表示為kx=2k cosθzcosθ，ky=2k cosθzsinθ水平平面的徑向波數(shù)ρ=2k cosθz。則地平面二維頻譜支撐域呈標(biāo)準(zhǔn)圓環(huán)形，其中內(nèi)圓的波數(shù)半徑ρmin=2kmincosθz，外圓的波數(shù)半徑ρmax=2kmaxcosθz?；贖ankel函數(shù)的傅里葉變換特性，半徑為ρmax和ρmin的圓形頻譜支撐域?qū)?yīng)的傅里葉變換結(jié)果分別為和ρ，其中^r為水平面徑向變量。由此得到標(biāo)準(zhǔn)圓環(huán)狀頻譜支撐域?qū)?yīng)的點(diǎn)散布函數(shù)為:

式(12)中J1(·)為1階第一類貝塞爾函數(shù)。特殊地，當(dāng)雷達(dá)發(fā)射的LFM信號(hào)的帶寬為零，即為單頻信號(hào)時(shí)，場(chǎng)景中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻譜支撐域由圓環(huán)變?yōu)閳A周，且半徑ρc=4πfccosθz/c。同樣基于Hankel函數(shù)的傅里葉變換特性，得知此時(shí)場(chǎng)景中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)散布函數(shù)為:

式(13)中J0(·)表示0階第一類貝塞爾函數(shù)。由式(12)和式(13)可以得知圓周SAR工作模式下，目標(biāo)二維分辨率同雷達(dá)波數(shù)相關(guān)，即同雷達(dá)發(fā)射電磁波的載頻和帶寬均有關(guān)，而不再僅僅取決于信號(hào)帶寬，這是圓周SAR能夠獲取超高分辨率二維圖像的原因。此外，圓周SAR對(duì)應(yīng)的點(diǎn)散布函數(shù)特性，包括峰值旁瓣比、積分旁瓣比等，由貝塞爾函數(shù)特性決定，而不再是sinc函數(shù)。

然而，對(duì)于非場(chǎng)景中心點(diǎn)，人們難以得到其點(diǎn)散布函數(shù)的解析表達(dá)式，但可以采用數(shù)值分析的方法得到目標(biāo)的點(diǎn)散布函數(shù)［15］。在圓周SAR的實(shí)際應(yīng)用中，有必要對(duì)非場(chǎng)景中心點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)散布函數(shù)的數(shù)值計(jì)算，以保證有效觀測(cè)場(chǎng)景中所有目標(biāo)具有相似的點(diǎn)散布函數(shù)特性。

2.3 單航過(guò)圓周SAR的三維成像能力

已知單航過(guò)線性SAR不具備高度維的分辨能力。而對(duì)于圓周SAR，基于單航過(guò)錄取回波可以獲取目標(biāo)的高度信息。具體地，基于式(10)，可以得到圓周SAR工作模式下水平地面上目標(biāo)P在高度維z的頻譜分量:

其中^θz(θ)表示目標(biāo)P對(duì)應(yīng)的雷達(dá)入射角。注意到^θz(θ)是觀測(cè)角θ的函數(shù)，其變化范圍可以如圖3所示。

圖3圓周SAR成像幾何側(cè)視圖Fig.3 Side-view of the imaging geometry of CSAR

圖3 給出了單航過(guò)圓周SAR雷達(dá)入射角的變化范圍，圖3中目標(biāo)P距場(chǎng)景中心的徑向距離為r，其對(duì)應(yīng)的最大及最小雷達(dá)入射角分別為^θzmax和^θzmin:

定義波數(shù)kz的帶寬為Bz，觀察式(14)，可知:

式(16)表明，對(duì)于非場(chǎng)景中心點(diǎn)，Bz始終大于零，故而無(wú)論雷達(dá)輻射信號(hào)為寬帶信號(hào)或是單頻信號(hào)，單航過(guò)圓周SAR對(duì)非場(chǎng)景中心點(diǎn)均具有高度維分辨能力。對(duì)于場(chǎng)景中心點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的雷達(dá)入射角為恒定值θz。若雷達(dá)輻射信號(hào)為寬帶信號(hào)且?guī)挒锽，則場(chǎng)景中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的高度維波數(shù)寬度為4πB sinθz/c，此時(shí)圓周SAR對(duì)其具有高度維分辨能力。若輻射信號(hào)為單頻信號(hào)，則場(chǎng)景中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的高度維波數(shù)寬度為零，圓周SAR對(duì)其不再具備高度維分辨能力。

經(jīng)過(guò)本節(jié)分析，可以得到以下結(jié)論:

1)在雷達(dá)飛行高度及入射角確定的情況下，圓周SAR工作模式相比于線性SAR具有較小的觀測(cè)范圍；線性SAR的成像處理可以在斜距平面上進(jìn)行；圓周SAR成像結(jié)果通常需要呈現(xiàn)在地平面，為正射成像處理。

2)線性SAR對(duì)應(yīng)的點(diǎn)散布函數(shù)具有一致性，點(diǎn)散布函數(shù)特性由sinc函數(shù)決定；圓周SAR對(duì)應(yīng)的點(diǎn)散布函數(shù)是空變的，其特性由貝塞爾函數(shù)決定。

3)線性SAR對(duì)應(yīng)的頻譜具有“方位不變性”，利于在多普勒域進(jìn)行一致化處理以提高成像效率；單航過(guò)圓周SAR在水平地面對(duì)應(yīng)的頻譜支撐域是二維空變的，這為在頻域開展高效率成像處理帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

4)當(dāng)雷達(dá)輻射信號(hào)為寬帶信號(hào)時(shí)，單航過(guò)圓周SAR具備高度向分辨能力，但場(chǎng)景中不同徑向距離處目標(biāo)對(duì)應(yīng)的高度向分辨率不同。

3 圓周SAR不同成像模型分析

在圓周SAR的成像特性中，如何克服空變頻譜以提高圓周SAR頻域成像處理效率已成為SAR領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。對(duì)圓周SAR的成像模型進(jìn)行調(diào)整，即可在頻域進(jìn)行一致化處理，進(jìn)而提高頻域成像算法的效率。本節(jié)分析了兩種圓周SAR成像模型的調(diào)整方案。

3.1 平面圓周SAR

在H=0的情況下(或雷達(dá)運(yùn)動(dòng)平面等同于目標(biāo)所在平面)，圓周SAR回波相位歷史可以表示為:

觀察得知此時(shí)水平地面的徑向波數(shù)ρg=2k是一個(gè)恒定值，它表明此時(shí)圓周SAR在地平面的回波頻譜支撐域是一個(gè)形狀恒定的圓環(huán)，不再是空變的。因而此時(shí)圓周SAR的成像處理不再涉及空變處理，可以在頻域進(jìn)行一致化成像處理。但此時(shí)圓周SAR不再具備高度向分辨能力?？偟膩?lái)說(shuō)，H=0條件下的圓周SAR具有相同的點(diǎn)散布函數(shù)且能夠在頻域進(jìn)行快速成像處理，具有重要的理論意義。該成像模型不利于開展外場(chǎng)試驗(yàn)以實(shí)現(xiàn)大區(qū)域成像和監(jiān)測(cè)，但在某些特殊領(lǐng)域具有重要意義，如醫(yī)學(xué)成像以及高分辨率安檢設(shè)備設(shè)計(jì)等方面。

3.2 沿不同高度平面的多航過(guò)圓周SAR

另一種更具有實(shí)際意義的圓周SAR模式即為多航過(guò)圓周SAR，圖4給出了多航過(guò)圓周SAR的成像幾何。

圖4多航過(guò)圓周SAR成像幾何Fig.4 Imaging geometry ofmulti-pass CSAR

圖4 (a)為多航過(guò)圓周SAR成像示意圖，圖4(a)中參數(shù)定義同圖1一致，只是雷達(dá)軌跡高度不再是恒定值H，而是多個(gè)等間隔排列的平行軌跡。不失一般性，此時(shí)目標(biāo)P的坐標(biāo)設(shè)為(x，y，z)。圖4(b)為圖4(a)的側(cè)視圖，高度維孔徑長(zhǎng)度為ΔLz，相鄰兩基線沿高度向的間隔為Δh?；谑?4)，對(duì)場(chǎng)景中任意非場(chǎng)景中心點(diǎn)目標(biāo)P(x，y，z)，多航過(guò)圓周SAR對(duì)應(yīng)的雷達(dá)回波可以表示為:

θc表示多航過(guò)圓周SAR模式下目標(biāo)P處對(duì)應(yīng)的雷達(dá)入射角，類似于圖3，可以得到θc的變化范圍，如圖5所示。

圖5多航過(guò)圓周SAR雷達(dá)入射角示意圖Fig.5 Incident angle according tomulti-pass CSAR

由此得到多航過(guò)圓周SAR對(duì)應(yīng)的高度維波數(shù)寬度為:

對(duì)比式(27)和式(16)，可知多航過(guò)圓周SAR對(duì)應(yīng)的高度維波數(shù)寬度一直大于單航過(guò)圓周SAR，且無(wú)論發(fā)射信號(hào)為寬帶信號(hào)還是單頻信號(hào)，多航過(guò)圓周SAR對(duì)觀測(cè)場(chǎng)景中任意位置的目標(biāo)均具備高度維分辨能力。

觀察式(27)，可以得知場(chǎng)景邊緣處對(duì)應(yīng)更大的高度維波數(shù)寬度，由此得到整個(gè)觀測(cè)場(chǎng)景中高度維波束寬度的最大值為:

其對(duì)應(yīng)的高度維采樣間隔為2π/Bzmax，為避免高度維的混疊，對(duì)于多航過(guò)圓周SAR，其基線采樣間隔需滿足:

緊接著，對(duì)式(24)中的信號(hào)進(jìn)行角度域的傅里葉變換，可以得到:

其中ξ表示角度域波數(shù)?；隈v定相位原理，可以通過(guò)求解式(32)來(lái)得到駐定相位點(diǎn)。

式(35)給出了多航過(guò)圓周SAR的三維頻譜表達(dá)式。觀察發(fā)現(xiàn)圓周SAR三維頻譜由兩部分疊加而成。這是由于圓周SAR角度域頻譜變換中對(duì)應(yīng)兩個(gè)駐定相位點(diǎn)造成的。對(duì)于式(35)，構(gòu)造匹配濾波函數(shù): Hc(k，ξ，kz)

觀察發(fā)現(xiàn)式(36)中匹配濾波函數(shù)同目標(biāo)所在位置無(wú)關(guān)，是非空變的(這有利于在頻域進(jìn)行一致化處理，提高成像效率)。經(jīng)匹配濾波后，得到:

定義2kρ=并對(duì)式(37)進(jìn)行角度域傅里葉逆變換，得到:

式(40)中三個(gè)指數(shù)項(xiàng)分別決定了目標(biāo)在成像處理后的位置。對(duì)S3(kx，ky，kz)進(jìn)行三維逆傅里葉變換，即可得到精確的圓周SAR三維成像結(jié)果。

事實(shí)上，類似于對(duì)式(10)的分析，多航過(guò)圓周SAR觀測(cè)場(chǎng)景中不同目標(biāo)的點(diǎn)散布函數(shù)仍是不同的。但在高度維頻率域，卻可以開展一致化匹配濾波，這大大提高了成像效率。

3.3 多航過(guò)圓周SAR仿真結(jié)果

鑒于多航過(guò)圓周SAR成像模式具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，這里利用計(jì)算機(jī)仿真對(duì)其成像流程做出驗(yàn)證。三維成像處理運(yùn)算量十分巨大，為減小運(yùn)算量，選用小尺度的圓周SAR成像幾何，具體參數(shù)見表1。

表1 多航過(guò)圓周SAR仿真參數(shù)設(shè)置Tab.1 Parameters ofmulti-pass CSAR

在場(chǎng)景布置方面，在觀測(cè)場(chǎng)景內(nèi)布置三個(gè)散射點(diǎn)，其三維坐標(biāo)分別為(0，0，0)，(0，-0.5，1)和(0，0.5，-1)，單位均為m。利用3.2節(jié)闡述的成像處理方法，可以得到如圖6所示成像結(jié)果。

圖6給出了多航過(guò)圓周SAR對(duì)點(diǎn)目標(biāo)的成像結(jié)果。圖6(a)給出了三個(gè)點(diǎn)目標(biāo)的三維成像結(jié)果，由于三維圖像不易表達(dá)，針對(duì)點(diǎn)目標(biāo)(0，0.5，-1)，分別沿y-z平面及x-y平面進(jìn)行剖切，得到了其點(diǎn)散布函數(shù)在y-z平面及x-y平面的剖面圖，分別如圖6(b)及圖6(c)所示。更進(jìn)一步地，可以得到點(diǎn)散布函數(shù)沿x向，y向及z向的剖面圖，分別如圖6(d)、圖6(e)、圖6(f)所示。具體地，對(duì)點(diǎn)散布函數(shù)的特性進(jìn)行了測(cè)量，得到了如表2所示的測(cè)量結(jié)果。

圖6 多航過(guò)圓周SAR成像結(jié)果Fig.6 Imaging results ofmulti-pass CSAR

表2 目標(biāo)點(diǎn)散布函數(shù)分析Tab.2 Quantitative analysis of point target

本節(jié)的分析及數(shù)值仿真表明，理論上，H=0圓周SAR以及多航過(guò)圓周SAR的頻域成像處理是精確高效的。但在實(shí)際應(yīng)用中，單航過(guò)/多航過(guò)圓周SAR面臨的挑戰(zhàn)包括運(yùn)動(dòng)誤差、不同軌跡間非均勻間隔以及觀測(cè)軌跡次數(shù)較少等因素。鑒于這些挑戰(zhàn)同本文主旨有所區(qū)別，作者將在其他文章中對(duì)上述實(shí)際問(wèn)題給出相應(yīng)的處理方法。

4 結(jié)論

本文建立了圓周SAR信號(hào)模型，基于理論分析對(duì)比了圓周SAR同線性SAR在成像處理中的差異，凸顯了圓周SAR的成像特性，包括二維超高分辨率、三維成像能力等；得知了圓周SAR對(duì)應(yīng)的點(diǎn)散布函數(shù)是空變的，其頻域成像處理的難點(diǎn)在于空變頻譜不便于進(jìn)行一致化處理，成像效率低。分析了平面CSAR和多航過(guò)CSAR兩種成像模式，從理論上嚴(yán)格證明了這兩種成像模式便于在頻域開展一致化處理，成像效率高。該分析有助于了解圓周SAR成像特性并進(jìn)一步地開發(fā)高效精確的圓周SAR頻域成像方法。

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Comparison and analysis of the imaging properties between circular SAR and linear SAR

JIAGaowei，CHANGWenge
(College of Electronic Science and Engineering，National University of Defense Technology，Changsha 410073，China)

With its intrinsic characteristics，circular synthetic aperture radar has lately become a particular interest to the radar community.The differences of imaging processing between the circular synthetic aperture radar and linear trajectory synthetic aperture radarwere compared and analyzed.The detailed comparisons containing the size of the observed area，the properties of the point spread function，and the properties of echo spectrum were carried out.Itwas learnt that the difficulty of the imaging processing of single-pass circular synthetic aperture radar lies on its space dependence.To overcome this difficulty，the plane circular synthetic aperture radar and multi-base line circular synthetic aperture radar imaging models were analyzed.Simulation testwas carried out and the corresponding results prove the proposed analysis is valid.

circular synthetic aperture radar；linear synthetic aperture radar；echo spectrum；point spread function；three dimensional imaging

TN957

A

1001-2486(2015)05-161-08

10.11887/j.cn.201505025

http://journal.nudt.edu.cn

2014-11-26

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61501477)

賈高偉(1989—)，男，河南周口人，博士研究生，E-mail:ji_as@126.com；常文革(通信作者)，男，教授，博士，博士生導(dǎo)師，E-mail:changwenge@nudt.edu.cn