一种多通道星载TOPSAR方位模糊度分析方法

摘要

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种多通道星载TOPSAR方位模糊度分析方法，该方法包括：获取天线和系统参数；根据天线和系统参数计算多通道TOPSAR方位向处理信号带宽；将方位扫描角分为N份，计算每份方位扫描角度对应的多普勒中心频率；针对每一份方位扫描角度，利用上述参数及所得结果，计算其对应的方位向模糊度，得到N份方位扫描角分别对应的方位向模糊度。利用本发明可以精确地计算不同方位波束旋转角下的方位模糊度，优化系统总体设计，为后续TOPSAR数据处理奠定基础。

权利要求

1.一种多通道星载TOPSAR方位模糊度分析方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取天线和系统参数；

S2、根据天线和系统参数计算多通道TOPSAR方位向处理信号带宽；

S3、将方位扫描角分为N份，计算每份方位扫描角度对应的多普勒中心频率；

S4、针对一份方位扫描角度，计算各个接收通道的传递函数矩阵及对应主瓣区域内补偿矩阵；

S5、结合该份方位扫描角度对应的多普勒中心频率，计算各个模糊区及非模糊区对应的方位离轴角；

S6、根据各个模糊区及非模糊区对应的方位离轴角，计算发射天线和接收天线对应的天线方向图；

S7、根据天线方向图和方位向处理信号带宽，计算非模糊区能量之和；

S8、根据天线方向图和传递函数矩阵及对应主瓣区域内补偿矩阵，计算模糊区能量之和；

S9、根据非模糊区能量之和、模糊区能量之和计算方位向模糊度；

S10、对每一份方位扫描角度执行上述步骤S4至S9，计算N份方位扫描角对应的方位向模糊度；

其中，所述步骤S1中获取的天线和系统参数包括：脉冲重复频率fprf，卫星速度Vs，多普勒中心频率fd，接收通道数K，接收通道相邻相位中心间距为d，发射天线长度LT，接收天线长度LR，信号波长λ，卫星高度H，地球半径Rg，方位向分辨率ρa，距离向一个子带中卫星驻留时间Td，方位扫描角度 仿真中心时刻卫星到目标之间的距离Rst；

所述步骤S2中计算方位向处理信号带宽包括：S2‑1、根据天线和系统参数计算等效旋转点到卫星之间的距离；

S2‑2、根据等效旋转点到卫星之间的距离计算混合度因子；

S2‑3、根据混合度因子计算多通道TOPSAR方位向处理带宽；

所述步骤S3中计算每份方位扫描角度对应的多普勒中心频率包括：S3‑1、将整个方位扫描角度 分为N份，计算相邻两份方位扫描角度的间隔；

S3‑2、根据相邻两份方位扫描角度的间隔，计算每份方位扫描角度对应的中心斜视角；

S3‑3、根据每份方位扫描角度对应的中心斜视角 计算对应的多普勒中心频率；

所述步骤S4中，针对一份方位扫描角度，设每个接收通道对应的单边方位模糊区个数为Nsin，总的模糊区个数为Nam＝K·Nsin，总的模糊区和非模糊区个数之和为Num＝2Nam+K；计算接收通道传递函数矩阵及对应主瓣区域内补偿矩阵包括：S4‑1、计算各个接收通道与中心接收通道相比的方位时间延迟误差；

S4‑2、根据方位时间延迟误差计算不同非模糊接收通道的所有各个模糊区内的传递函数，得到对应的传递函数矩阵；

S4‑3、根据传递函数矩阵，计算对应主瓣区域内补偿矩阵；

所述步骤S4‑1中，对于接收通道k，与中心接收通道相比，方位向时间延迟的表达式为Tdelay(k)＝kd/Vs，对应的方位时间延迟误差的表达式为 其中，代表向下取整；

所述步骤S4‑2中，计算不同非模糊接收通道k对应的所有各个模糊区内的传递函数时，传递函数的表达式为：

其中i＝1,2...,Num；

对应的传递函数矩阵的表达式为：所述步骤S4‑3中，计算对应主瓣区域内补偿矩阵时，对传递函数矩阵中主瓣对应部分求逆，表达式为：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S6中计算发射天线和接收天线对应的天线方向图包括：

S6‑1、根据sinc函数、各个模糊区及非模糊区对应的方位离轴角，计算发射天线各个方位离轴角对应的能量大小；

S6‑2、根据sinc函数、各个模糊区及非模糊区对应的方位离轴角，计算接收天线各个方位离轴角对应的能量大小；

S6‑3、根据发射天线、接收天线各个方位离轴角对应的能量大小，得到发射天线和接收天线对应的天线方向图。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S7中，计算非模糊区能量之和包括：

S7‑1、根据方位向处理信号带宽，得到非模糊区对应的有效方位向计算点数；将所得的天线方向图整合为一维形式；

S7‑2、根据非模糊区对应的有效方位向计算点数，提取一维形式的天线方向图中有效带宽内对应的信号幅度，计算非模糊区能量之和。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S8中计算模糊区能量之和包括：S8‑1、根据各个接收通道的传递函数矩阵及对应主瓣区域内补偿矩阵，得到模糊区信号重构滤波函数；

S8‑2、根据模糊区信号重构滤波函数和天线方向图重构模糊区信号；

S8‑3、根据非模糊区对应的有效方位向计算点数，提取重构后模糊区信号中有效带宽内对应的信号幅度，计算模糊区能量之和。

说明书

一种多通道星载TOPSAR方位模糊度分析方法

技术领域

[0001] 本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种多通道星载TOPSAR方位模糊度分析方法。

背景技术

[0002] 星载合成孔径雷达(SAR)属于一种微波主动成像雷达，凭借其不受天气、气候的影响，能够全天时、全天候进行对地观测的特点得到广泛应用，例如环境监测、自然灾害评估、
农业和林业等领域。

[0003] 随着空间对地观测需求的不断提高，高分辨率宽测绘带SAR成像成为星载SAR的主要发展方向之一。其中，渐进扫描合成孔径雷达地形观测(Terrain Observation by 
Progressive Scans Synthetic Aperture Radar，TOPSAR)模式通过旋转天线扫描角度实
现宽测绘带，由于所有目标可方位波束同等照射，所以TOPSAR模式可同时抑制ScanSAR(扫
描)模式图像的扇贝效应和方位模糊变化等问题，结合多通道技术可有效解决宽测绘带和
高分辨率之间的矛盾。但由于天线波束旋转扫描，传统的多通道星载SAR条带模式的方位向
模糊度(AASR,Azimuth Ambiguity to Signal Ratio)分析方法已不适用。方位模糊度分析
可以最优化系统设计，为后续TOPSAR成像及应用奠定基础。

发明内容

[0004] 本发明的目的是针对多通道星载TOPSAR模式天线波束旋转，导致传统的多通道条带SAR方位模糊度分析方法不再适用的问题，提出一种适用于多通道星载TOPSAR方位模糊
度分析的方法。

[0005] 为了实现上述目的，本发明提供了一种多通道星载TOPSAR方位模糊度分析方法，包括：

[0006] S1、获取天线和系统参数；

[0007] S2、根据天线和系统参数计算多通道TOPSAR方位向处理信号带宽；

[0008] S3、将方位扫描角分为N份，计算每份方位扫描角度对应的多普勒中心频率；

[0009] S4、针对一份方位扫描角度，计算各个接收通道的传递函数矩阵及对应主瓣区域内补偿矩阵；

[0010] S5、结合该份方位扫描角度对应的多普勒中心频率，计算各个模糊区及非模糊区对应的方位离轴角；

[0011] S6、根据各个模糊区及非模糊区对应的方位离轴角，计算发射天线和接收天线对应的天线方向图；

[0012] S7、根据天线方向图和方位向处理信号带宽，计算非模糊区能量之和；

[0013] S8、根据天线方向图和传递函数矩阵及对应主瓣区域内补偿矩阵，计算模糊区能量之和；

[0014] S9、根据非模糊区能量之和、模糊区能量之和计算方位向模糊度；

[0015] S10、对每一份方位扫描角度执行上述步骤S4至S9，计算N份方位扫描角对应的方位向模糊度。

[0016] 优选地，所述步骤S1中获取的天线和系统参数包括：脉冲重复频率fprf，卫星速度Vs，多普勒中心频率fd，接收通道数K，接收通道相邻相位中心间距为d，发射天线长度LT，接
收天线长度LR，信号波长λ，卫星高度H，地球半径Rg，方位向分辨率ρa，距离向一个子带中卫
星驻留时间Td，方位扫描角度 仿真中心时刻卫星到目标之间的距离Rst。

[0017] 优选地，所述步骤S2中计算方位向处理信号带宽包括：

[0018] S2‑1、根据天线和系统参数计算等效旋转点到卫星之间的距离；

[0019] S2‑2、根据等效旋转点到卫星之间的距离计算混合度因子；

[0020] S2‑3、根据混合度因子计算多通道TOPSAR方位向处理带宽。

[0021] 优选地，所述步骤S3中计算每份方位扫描角度对应的多普勒中心频率包括：

[0022] S3‑1、将整个方位扫描角度 分为N份，计算相邻两份方位扫描角度的间隔；

[0023] S3‑2、根据相邻两份方位扫描角度的间隔，计算每份方位扫描角度对应的中心斜视角；

[0024] S3‑3、根据每份方位扫描角度对应的中心斜视角 计算对应的多普勒中心频率。

[0025] 优选地，所述步骤S4中，针对一份方位扫描角度，设每个接收通道对应的单边方位模糊区个数为Nsin，总的模糊区个数为Nam＝K·Nsin，总的模糊区和非模糊区个数之和为Num
＝2Nam+K；计算接收通道传递函数矩阵及对应主瓣区域内补偿矩阵包括：

[0026] S4‑1、计算各个接收通道与中心接收通道相比的方位时间延迟误差；

[0027] S4‑2、根据方位时间延迟误差计算不同非模糊接收通道的所有各个模糊区内的传递函数，得到对应的传递函数矩阵；

[0028] S4‑3、根据传递函数矩阵，计算对应主瓣区域内补偿矩阵。

[0029] 优选地，所述步骤S4‑1中，对于接收通道k，与中心接收通道相比，方位向时间延迟的表达式为Tdelay(k)＝kd/Vs，对应的方位时间延迟误差的表达式为 其
中， 代表向下取整。

[0030] 优选地，所述步骤S4‑2中，计算不同非模糊接收通道k对应的所有各个模糊区内的传递函数时，传递函数的表达式为：

[0031]

[0032] 其中i＝1,2...,Num；

[0033] 对应的传递函数矩阵的表达式为：

[0034]

[0035] 所述步骤S4‑3中，计算对应主瓣区域内补偿矩阵时，对传递函数矩阵中主瓣对应部分求逆，表达式为：

[0036]

[0037] 优选地，所述步骤S6中计算发射天线和接收天线对应的天线方向图包括：

[0038] S6‑1、根据sinc函数、各个模糊区及非模糊区对应的方位离轴角，计算发射天线各个方位离轴角对应的能量大小；

[0039] S6‑2、根据sinc函数、各个模糊区及非模糊区对应的方位离轴角，计算接收天线各个方位离轴角对应的能量大小；

[0040] S6‑3、根据发射天线、接收天线各个方位离轴角对应的能量大小，得到发射天线和接收天线对应的天线方向图。

[0041] 优选地，所述步骤S7中，计算非模糊区能量之和包括：

[0042] S7‑1、根据方位向处理信号带宽，得到非模糊区对应的有效方位向计算点数；将所得的天线方向图整合为一维形式；

[0043] S7‑2、根据非模糊区对应的有效方位向计算点数，提取一维形式的天线方向图中有效带宽内对应的信号幅度，计算非模糊区能量之和。

[0044] 优选地，所述步骤S8中计算模糊区能量之和包括：

[0045] S8‑1、根据各个接收通道的传递函数矩阵及对应主瓣区域内补偿矩阵，得到模糊区信号重构滤波函数；

[0046] S8‑2、根据模糊区信号重构滤波函数和天线方向图重构模糊区信号；

[0047] S8‑3、根据非模糊区对应的有效方位向计算点数，提取重构后模糊区信号中有效带宽内对应的信号幅度，计算模糊区能量之和。

[0048] 本发明的上述技术方案具有如下优点：

[0049] (1)实用性。本发明提出的方法不同于传统的多通道星载条带SAR模型方位向模糊度计算，可以分别计算各个旋转角度对应的方位向模糊度，有利于系统优化设计。

[0050] (2)高效性。本发明提出的方法以方位向波束扫描角度的划分实现分段计算，避免了以地面观测目标为划分对象，实现简单且效率高。

[0051] (3)通用性。本发明提出的方法可同样适用于星载SAR聚束模式和滑动聚束模式，通用性强。

附图说明

[0052] 图1是本发明实施例中一种多通道星载TOPSAR方位模糊度分析方法步骤示意图。

具体实施方式

[0053] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0054] 实施例一

[0055] 如图1所示，本发明实施例提供的一种多通道星载TOPSAR方位模糊度分析方法，包括如下步骤：

[0056] S1、获取SAR系统的天线和系统参数。

[0057] SAR系统的天线和系统参数由总体设计或实际系统决定，优选地，天线和系统参数包括：脉冲重复频率fprf，卫星速度Vs，多普勒中心频率fd，接收通道数(即接收天线个数)K，
接收通道相邻相位中心间距为d，发射天线长度LT，接收天线长度LR，信号波长λ，卫星高度H，
地球半径Rg，方位向分辨率ρa，距离向某一个子带中卫星驻留时间Td，方位扫描角度 仿真
中心时刻卫星到目标之间的距离Rst。其中的卫星即指搭载SAR系统的卫星。

[0058] S2、根据天线和系统参数计算多通道TOPSAR方位向处理信号带宽Ba。

[0059] 方位向处理信号带宽Ba可通过混合度因子和方位向分辨率ρa计算。TOPSAR中，混合度因子定义为等效旋转点到卫星之间的距离和等效旋转点到目标之间的距离的比值。

[0060] 优选地，步骤S2计算方位向处理信号带宽包括如下步骤：

[0061] S2‑1、根据天线和系统参数计算等效旋转点到卫星之间的距离。

[0062] 为简化分析，设方位天线工作在正侧视模式，等效旋转点到卫星之间的距离Rrs可由天线和系统参数中的驻留时间Td、卫星速度Vs和方位扫描角度 计算，表达式为：

[0063]

[0064] S2‑2、根据等效旋转点到卫星之间的距离计算混合度因子。

[0065] 由定义知，可由仿真中心时刻卫星到目标之间距离Rst和等效旋转点到卫星之间距离计算混合度因子γ：

[0066] γ＝Rrs/(Rrs+Rst)。

[0067] S2‑3、根据混合度因子γ计算多通道TOPSAR方位向处理带宽。

[0068] 由于方位向波束旋转，则TOPSAR方位向处理带宽Ba由对应方位向分辨率ρa、条带模式方位向处理带宽与混合度因子γ得到，具体为：

[0069] Ba＝VsRg/(Rg+Rst)/(ρaγ)。

[0070] 其中条带模式方位向处理带宽表达式为B'a＝VsRg/(Rg+Rst)/ρa。

[0071] S3、将方位扫描角分为N份，根据天线和系统参数计算每份方位扫描角度对应的多普勒中心频率。

[0072] 优选地，由于方位波束旋转，将方位扫描角分为N份后，分别计算这N份方位扫描角度中心时刻对应的多普勒中心频率。进一步地，为了分析方便，可取N为奇数。

[0073] 具体地，步骤S3中计算每份方位扫描角度对应的多普勒中心频率包括如下步骤：

[0074] S3‑1、将整个方位扫描角度 分为N份，计算划分后相邻两份方位扫描角度的间隔，表达式为

[0075] S3‑2、根据相邻两份方位扫描角度的间隔，计算划分后每份方位扫描角度对应的中心斜视角，中心斜视角的表达式为 n＝‑(N‑1)/2,...,0,....(N‑1)/2；

[0076] S3‑3、根据每份方位扫描角度对应的中心斜视角 计算对应的多普勒中心频率，表达式为

[0077] 针对每份方位扫描角度，以其中心视角 为中心，分别计算每份方位扫描角对应的方位向模糊度。

[0078] S4、针对一份方位扫描角度，计算相应的各个接收通道的传递函数矩阵及对应主瓣区域内补偿矩阵。

[0079] 下面以第一份方位扫描角度 为例进行说明。设每个接收通道对应的单边方位模糊区个数为Nsin，总的模糊区个数为Nam＝K·Nsin，总的模糊区和非模糊区个数之和为Num＝
2Nam+K，则接收通道传递函数矩阵和相邻相位中心间距、方位模糊区个数以及接收通道数等
有关。

[0080] 具体地，计算接收通道传递函数矩阵及对应主瓣区域内补偿矩阵包括：

[0081] S4‑1、计算各个接收通道与中心接收通道相比的方位向时间延迟以及对应的方位时间延迟误差。

[0082] 对于接收通道k，与中心接收通道相比，方位向时间延迟的表达式为Tdelay(k)＝kd/Vs，对应的方位时间延迟误差的表达式为 其中，
代表向下取整。

[0083] S4‑2、根据方位时间延迟误差计算不同非模糊接收通道的所有各个模糊区内的传递函数，得到对应的传递函数矩阵。

[0084] 不同非模糊接收通道k对应的所有各个模糊区内的传递函数可表示为：

[0085]

[0086] 其中i＝1,2...,Num；

[0087] 对应的传递函数矩阵可表示为：

[0088]

[0089] S4‑3、根据传递函数矩阵，计算对应主瓣区域内补偿矩阵。

[0090] 主瓣区域内补偿矩阵，即主瓣区域内的滤波矩阵，是对传递函数矩阵中主瓣对应部分求逆所得，表达式为：

[0091]

[0092] S5、结合该份方位扫描角度对应的多普勒中心频率，计算各个模糊区及非模糊区对应的方位离轴角。

[0093] 进一步地，计算各个模糊区及非模糊区对应的方位离轴角时，首先计算各个模糊区及非模糊区的频率，再由对应的频率计算方位离轴角，按照接收通道数K的奇偶性可分两
种情况：

[0094] (1)K为奇数

[0095] 取一个模糊区内的能量叠加点数为Nz(为方便分析，取Nz为奇数)，则在一个脉冲重复频率内计算的频率间隔为Fint＝fprf/Nz，在一个脉冲重复周期内所得频率序列为Fp(ii)＝
Fint·mm+Fdn(对于第一份方位扫描角度 即Fp(ii)＝Fint·mm+Fd1)，与该份方位扫描角度
对应的多普勒中心频率相关，其中mm为频率划分序列，范围是(‑(Nz‑1)/2,...,(Nz‑1)/2)，
ii对应的范围是(1,2,...,Nz)，则在所有模糊区及非模糊区内计算的频率范围是Fre(i,
ii)＝Fp(ii)+(i‑Nam‑(K‑1)/2‑1)·fprf，其中i,ii的取值范围同上，由频率范围反算对应的
方位离轴角为Angle(i,ii)＝asin(‑Fre(i,ii)·λ/(2Vs))，仿真中心时刻对应的方位离轴角
为Amid＝asin(‑fd·λ/2Vs)。

[0096] (2)K为偶数

[0097] 取一个模糊区内的能量叠加点数为Nz(为方便分析取Nz为奇数)，则在一个脉冲重复频率内计算的频率间隔为Fint＝fprf/Nz，则在一个脉冲重复周期内所得频率序列为Fp(ii)
＝Fint·mm+Fdn(对于第一份方位扫描角度 即Fp(ii)＝Fint·mm+Fd1)，其中mm为频率划分
序列，范围(0.5,...,Nz‑0.5)，ii对应的范围是(1,2,...,Nz)，则在所有模糊及非模糊区内
计算的频率范围是Fre(i,ii)＝Fp(ii)+(i‑Nam‑(K‑1)/2‑1)·fprf，其中i,ii的取值范围同
上，由频率范围反算对应的方位离轴角为Angle(i,ii)＝asin(‑Fre(i,ii)·λ/(2Vs))，仿真
中心时刻对应的方位离轴角为Amid＝asin(‑fd·λ/2Vs)。

[0098] S6、根据步骤S5中得到的，各个模糊区及非模糊区对应的方位离轴角，计算发射天线和接收天线对应的天线方向图。

[0099] 发射天线和接收天线的天线方向图均为sinc函数形式，此步骤计算各个方位离轴角对应的天线方向图能量大小。

[0100] 优选地，步骤S6中计算发射天线和接收天线对应的天线方向图包括：

[0101] S6‑1、根据sinc函数、各个模糊区及非模糊区对应的方位离轴角，计算发射天线各个方位离轴角对应的能量大小，表达式为：

[0102]

[0103] S6‑2、根据sinc函数、各个模糊区及非模糊区对应的方位离轴角，计算接收天线各个方位离轴角对应的能量大小，表达式为：

[0104]

[0105] S6‑3、根据发射天线、接收天线各个方位离轴角对应的能量大小，计算每个计算点对应的发射能量和接收能量之和，即得到发射天线和接收天线对应的天线方向图，表达式
为：

[0106] EA(i,ii)＝TA(i,ii)·RA(i,ii)。

[0107] S7、根据步骤S6得到的天线方向图和步骤S2得到的方位向处理信号带宽，计算非模糊区能量之和。

[0108] 非模糊区能量之和，即计算主瓣能量之和。优选地，步骤S7中计算非模糊区能量之和包括：

[0109] S7‑1、根据方位向处理信号带宽，得到非模糊区对应的有效方位向计算点数，表达式为 代表向下取整。为后续描述方便，将步骤S6所得二维非模糊
区对应的天线方向图整合为一维形式，表达式：

[0110] EA1(p)＝[EA(Nam,1),EA(Nam+1,1),...EA(Nam+K,1),EA(Nam,2),...,EA(Nam+K,Nz)]

[0111] 其中，p＝1,2,...,KNz，EA1(p)表示一维形式的非模糊区对应的天线方向图。

[0112] S7‑2、根据非模糊区对应的有效方位向计算点数，提取一维形式的天线方向图中有效带宽内对应的信号幅度，计算非模糊区能量之和。

[0113] 当Nz_val为奇数时，保持其数值不变；当Nz_val为偶数时，令其数值加1，得到新的非模糊区对应的有效方位向计算点数，即更新Nz_val，令Nz_val＝Nz_val+1；有效带宽内对应的信
号幅度为EA1(p)中一部分，表达式为：

[0114] EA2(q)＝EA1((NzK‑Nz_val)/2+1,...,(NzK+Nz_val)/2+1)；

[0115] 其中，q＝1,2,...,Nz_val，EA2(q)表示提取一维形式天线方向图得到的非模糊区有效带宽内对应的天线方向图。

[0116] 则主瓣对应总能量，即非模糊区能量之和为：

[0117] S8、根据天线方向图和传递函数矩阵及对应主瓣区域内补偿矩阵，计算模糊区能量之和。

[0118] 优选地，步骤S8中计算模糊区能量之和包括：

[0119] S8‑1、根据各个接收通道的传递函数矩阵及对应主瓣区域内补偿矩阵，得到模糊区信号重构滤波函数。

[0120] 具体的，分为左右两部分模糊区分别计算，左侧模糊区重构信号为：

[0121]

[0122] 其中jj单侧模糊区个数，范围是(jj＝1,2,...,Nam)，mm代表通道个数，即对每个非模糊区内通道对应的模糊区信号进行重构，取值范围是(mm＝1,2,...,K)。

[0123] 相应的右侧模糊区重构信号为：

[0124]

[0125] 其中jj,mm代表含义如上所述。

[0126] S8‑2、根据模糊区信号重构滤波函数和天线方向图重构模糊区信号。具体如下：

[0127]

[0128] 其中mm＝1,2,...,K，pp取值范围和mm有关，为：pp＝(mm‑1)Nz+1,(mm‑1)Nz+2,...,mmNz，且随着mm遍历所有取值可得重构后模糊区信号为EAA(p)，p＝1,2,...,KNz。

[0129] S8‑3、根据非模糊区对应的有效方位向计算点数，提取重构后模糊区信号中有效带宽内对应的信号幅度，计算模糊区能量之和。

[0130] 模糊区对应的有效方位向计算点数与非模糊区对应的有效方位向计算点数相同，因此可利用Nz_val进行计算。有效带宽内对应的信号幅度为EAA(p)中一部分，表达式为：

[0131] EAA2(q)＝EAA((NzK‑Nz_val)/2+1,...,(NzK+Nz_val)/2+1)；

[0132] 其中，q＝1,2,...,Nz_val，EAA2(q)表示提取重构后模糊区信号有效带宽内对应的天线方向图。

[0133] 则模糊区能量之和为：

[0134] S9、根据非模糊区能量之和、模糊区能量之和计算方位向模糊度。

[0135] 此步骤中根据上述步骤求得的非模糊区能量之和、模糊区能量之和，计算该份方位扫描角度的方位向模糊度，方位向模糊度计算公式为：

[0136] AASR(n)＝10*lg(EAm/Em)。

[0137] S10、对每一份方位扫描角度执行上述步骤S4至S9，计算N份方位扫描角对应的方位向模糊度。

[0138] 重复以上步骤S4到步骤S9，针对每份方位扫描角度，分别计算其对应的方位向模糊度，即完成了各个扫描角度对应的多通道星载TOPSAR方位向模糊度的计算，该计算结果
可用来优化系统设计。

[0139] 本发明提供的多通道星载TOPSAR方位模糊度计算是在多通道信号重构基础上，结合TOPSAR模式天线方位向旋转扫描的特点而得出的，利用本发明可以精确地计算不同方位
波束旋转角下的方位模糊度，优化系统总体设计，为后续TOPSAR数据处理奠定基础。

[0140] 实施例二

[0141] 本实施例二与实施例一基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于：

[0142] 步骤S1中获取天线和系统参数，包括：fprf＝1300Hz，Vs＝7500m/s，fd＝0，K＝2，λ＝0.03m，d＝4.1m，LT＝8.2m，LR＝4.1m，H＝852000m，Rg＝6371140m，ρa＝12.3m，Td＝42.73s，
Rst＝881357m。

[0143] 步骤S2中根据天线和系统参数计算多通道TOPSAR方位向处理信号带宽，计算得到混合度因子为0.3332，方位向处理信号带宽Ba为1615Hz。

[0144] 步骤S3中将方位扫描角分为N份，为了分析方便，N＝101。

[0145] 步骤S4中针对一份方位扫描角度，计算各个接收通道的传递函数矩阵及对应主瓣区域内补偿矩阵，每个接收通道对应的单边方位模糊区个数为Nsin，总的模糊区个数为Nam＝
K·Nsin，总的模糊区和非模糊区个数之和为Num＝2Nam+K，Nsin＝10,Nam＝20,Num＝42。

[0146] 步骤S5中计算各个模糊区及非模糊区对应的方位离轴角，K＝2为偶数，按第(2)种情况计算，取一个模糊区内的能量叠加点数为Nz，Nz＝101。

[0147] 步骤S7中计算非模糊区能量之和，根据方位向处理信号带宽，得到非模糊区对应的有效方位向计算点数，表达式为 计算得Nz_val＝108，为偶数，后面分
析中取Nz_val＝109，并且计算得主瓣内能量之和为Em＝84.6424。

[0148] 步骤S8中根据天线方向图和传递函数矩阵及对应主瓣区域内补偿矩阵，计算模糊区能量之和，模糊区能量之和EAm＝0.67。

[0149] 步骤S9中根据非模糊区能量之和、模糊区能量之和计算方位向模糊度，计算得AASR(n)＝‑21.0151dB。

[0150] 步骤S10中重复以上步骤S4到步骤S9，计算所有方位向N份方位扫描角度范围对应的方位向模糊度。最终得到全部N＝101份小的方位扫描角度内计算的方位模糊度AASR(n)
≈‑21.0151dB，即每份细化的方位扫描角度对应的AASR区别不大。

[0151] 为说明本发明的有效性，进行如下点目标仿真实验，实施例部分仿真参数如表1所示，计算结果如上。

[0152] 表1实施例部分仿真参数

[0153]

[0154]

[0155] 从计算结果可以看出，在TOPSAR模式下方位向波束扫描并不影响方位向模糊度计算，并且各个扫描角度对应的方位向模糊度相差不大。以上结果说明了采用本发明提供的
方法计算多通道星载TOPSAR方位向模糊度的正确性及有效性。

[0156] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；
而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和
范围。