基于特征分解的方位向多通道SAR相位失配校正方法

合成孔径雷达（SAR）具备全天候、全天时、远距离、高分辨率对地成像能力，已经成为现代微波遥感领域的重要技术手段。获取陆海环境更高的分辨能力和更大的测绘范围一直是各种遥感手段不断突破的方向。方位向多通道技术以空间维度采样的增加消除分辨率和幅宽对时间维度采样率的矛盾制约，目前已经成为高分辨率宽幅SAR成像的主流技术手段之一，并成功应用于国内外多颗在轨SAR卫星，包括高分三号、TerraSAR-X、RADARSAT-2和ALOS-2。

通道失配校正和多通道信号重建是方位多通道SAR信号处理的两个关键技术环节。在进行非均匀采样数据重建处理之前，多个通道接收数据的幅度、相位、延时等特性需要校正一致，以避免重建图像中出现干扰图像判读的“鬼影”虚假目标。在高分宽幅方位多通道SAR系统中，单一通道数据存在严重的多普勒模糊，无法采用传统算法估计系统多普勒中心。联合处理多个欠采样的通道数据，在非均匀采样重建之前估计系统多普勒中心具有非常重要的意义。

针对该问题，中国科学院电子学研究所张志敏研究员团队基于信号子空间与噪声子空间的正交性，提出一种改进的方位向多通道SAR通道失配校正方法，在精确校正相位失配的同时给出系统基带多普勒中心的鲁棒估计。

该工作已发表在《雷达学报》2018年第3期“基于特征分解的方位向多通道SAR相位失配校正方法”（范怀涛，张志敏，李宁）。

图1 方位向多通道HRWS SAR系统

该文首先分析了方位向多通道SAR系统的几何关系，建立了方位多通道SAR信号模型，简单回顾了经典信号子空间投影方法的理论基础，分析了斜视情况下信号的多普勒模糊关系，给出了基于子空间投影方法的多普勒中心估计方法，推导了通道相位误差的表达式。通过仿真实验验证了算法的可行性。最后利用该方法对机载四通道SAR数据进行处理，获取了良好的虚假目标抑制结果。

（a）未进行通道一致性校正的重建结果

（b）基于基带多普勒中心估计和通道一致性校正的重建结果

图2 C波段四通道机载SAR实验数据成像结果

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