基于DSP的高分辨SAR多普勒调频率的估算

雷达可以全天候、全天时、远距离对目标进行检测和定位，随着合成孔径雷达(SAR)技术的引入，可以通过SAR获得观测区域的高分辨图像，在国民经济和军事领域中有着十分重要的应用。为了获得高分辨，发射大时宽的宽频带信号，如线性调频信号等，可以在接收后进行脉冲压缩来实现。在实际处理中，脉冲压缩是通过快速傅里叶变换来实现的，对于场景大、分辨率高的情况，尤其是在实时成像中实际运算量也是十分的巨大。为此，采用由ADI公司的TS-201S高性能数字信号处理器搭建的平台来实现实时成像系统。文中分析了MD算法实际工程应用，并完成了多普勒调频率估计的快速估算。

1 基本原理
1．1 高分辨SAR成像计算流程
从图1中可以看出在整个实时成像系统中，多普勒调频率的准确而快速的计算尤为重要。其中在运动补偿中，运动补偿参数是由多普勒调频率推导出的。在方位脉冲压缩中，在用CS算法完成距离向的距离走动和距离弯曲矫正后，还需要对多普勒调频率做再次的估计，以便于精确的完成方位脉冲压缩，因此多普勒调频率的计算精度和速度对成像有很大的影响。

1．2 MD估计算法
在实际应用中，MD估计算法是主要的多普勒调频率估计算法，由于二次相位是使图像产生模糊的主要相位项，且MD估计算法能稳健地估计二次相位。MD估计算法将全孔径时间分成不交叠的两个子孔径，在利用二次相位在前后两部分孔径中有不同的函数表述式子。每个子孔径可分解成常量、一次分量和二次分量，其中常量和二次分量相同，一次分量使两个子孔径像平移。MD估计算法就是通过估计两个子孔径之间的平移量，估计整个孔径的二次项系数，得到多普勒调频率的估计值。其具体流程，如图2所示。