双站SAR图像几何失真校正方法研究

针对双站合成孔径雷达(SAR)中由于发射机、接收机斜视角和速度的不同导致获取图像存在几何失真的问题,提出了一种基于坐标尺度变换的双站SAR图像几何失真校正方法.首先根据双站SAR的几何关系,详细分析了目标的斜距历程.采用等效相位中心原理,将双站SAR模型等效于单站SAR模型,结合RD成像算法,建立了几何失真校正的数学模型.最后通过该数学模型,对静止二维点阵目标的成像结果进行了几何失真校正,校正结果与地面设定的场景完全一致,从而验证了该校正方法的有效性和正确性.

MIMO-SAR等效相位中心误差分析与补偿

受等效相位中心误差的影响,多输入多输出合成孔径雷达(MIMO-SAR)方位成像结果存在"假峰"而导致成像质量下降.基于MIMO-SAR回波模型,本文推导了等效相位中心误差的解析表达式,并定量研究其对方位成像质量的影响.分析指出周期性的二阶相位误差是等效相位中心误差的决定因素,补偿该项误差能有效克服"假峰"的影响.理论分析和数值试验验证了本文分析和补偿方法的有效性.

一种新的分布式InSAR卫星等效相位中心模型

为提高数据相干性，分布式InSAR卫星一般采用一发双收模式进行回波数据获取，其辅雷达成像基于双基工作模式，成像模型较为复杂，给后续地理编码和基线定标带来困难。本文提出了一种新的等效相位中心模型，通过逐点对干涉相位进行补偿，将辅雷达成像模型转换为常规单SAR的自发自收模式，使成像模型简化。理论分析和试验表明，该方法引入误差很小，基本可以忽略不计。

多载频MIMO-SAR对消处理抗欺骗干扰

根据多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)的特点,提出在重叠等效相位中心(EPC)处采用对消处理抑制欺骗干扰的方法.MIMO-SAR采用收发同置天线配置可形成多组位置相同的等效相位中心;发射多载频线性调频(LFM)信号将使每组位置重叠等效相位中心处的回波相位有所差异.利用此特点,可以在子回波相位补偿后采用对消处理对欺骗干扰进行抑制.文中给出了收发同置MIMO-SAR的系统模型,分析了欺骗干扰下的回波特点,指出在位置重叠等效相位中心处的欺骗干扰信号对间仅存在相位差异,给出了对消处理完成欺骗干扰抑制的信号流程,实验结果证明了本文方法的有效性.

一种交替发射模式的机载MIMO-SAR下视三维成像方法

对阵列天线合成孔径雷达三维成像问题进行了研究.针对传统单发模式下视三维合成孔径雷达成像所需天线阵元多、空间利用率低的问题,提出了一种基于交替发射模式的多输入多输出合成孔径雷达下视三维成像方法.首先分析了交替发射模式下的下视三维合成孔径雷达回波信号模型,其次结合等效相位中心原理和波束形成技术给出了机载多输入多输出合成孔径雷达下视三维成像方法.该方法可以大幅减少天线阵元的数目,提高雷达平台的空间利用率,有效降低工程实现难度.

MIMO下视阵列SAR位置偏移误差分析

首先借助GPS系统的3个平移分量,根据等效相位中心原理,详细推导了MIMO下视阵列SAR整体误差模型;其次在忽略姿态角误差影响的前提下,重点分析了各个独立平移分量对成像结果的影响程度,得出了高程向误差分量影响最大的结论;最后通过分别加入相同大小高程向和跨航向误差分量的仿真数据的三维成像实验,验证了结论的正确性。实践证明,MIMO下视阵列SAR作为一种新体制三维SAR系统,在高楼耸立的城市测绘领域具有重要的应用价值。

射频仿真系统中球面复合阵列近场效应研究

射频复合阵列近场效应影响目标信号的测角精度,为了修正目标信号测角精度,提出一种方法:联合全波算法和一致性几何绕射理论,精确计算给定子阵(三元组)天线在周围同频、异频天线单元存在的环境中发射时,接收天线位置处(通常位于发射三元组的辐射近场)的电场分布;基于此电场相位分布,应用相位梯度法求出三元组辐射场的等效相位中心,并计算与基于幅度重心公式所得等效波源点位置的偏差,使用推导的辅助修正公式获得修正后的三元组各单元输入功率.计算实例表明:经修正后微波/毫米波三元组约束的三角形区域内最大垂直(俯仰)方向测角精度由1.50/2.37mrad降低至0.06/0.06 mrad.

天绘二号卫星双基成像几何模型改正算法

主辅星的成像几何模型直接影响着InSAR数据处理的多个环节,包括复影像概略配准、去平地效应、InSAR定位、基线定标、区域网平差、正射纠正等。天绘二号卫星在成像时,为了保证算法统一,主辅星都采用了收发分置的双基成像几何模型。对于影像概略配准、去平地效应、InSAR定位等环节,双基成像模型只是增加了算法的复杂度,但对于基线定标,这带来了新的挑战:(1)现有基线定标算法均针对主辅星为单基成像的几何模型,无法适用于天绘二号;(2)收发两两组合产生4条基线,4条基线存在相关,导致基线定标难以实施。为了确保基线定标精度,本文提出了主辅星双基成像几何模型改正算法,并对辅星成像几何模型的改正精度进行了分析。理论分析和试验表明该方法引入误差很小,可以忽略不计。

双正交发射前视声纳波束形成算法研究

论文基于非"停走停"模型提出了双正交发射的前视声纳成像算法,利用等效相位中心思想,确定了双正交发射阵型,选择了合适的正负线性调频发射信号,并推导了时延和多普勒表示式。根据理论分析和仿真验证,通过远近场等效对比发现等效相位中心思想在近场做信号处理时并不适用,需根据实际的几何关系来完成场景内逐点的波束形成。从结果来看,双发多收的特点较为突出,无论远场近场均可以在方位向提高一倍的分辨率。

基于阵列排布优化的毫米波高隔离度成像方法

在密集采样线性阵列中,收发阵元的高隔离度是保证高分辨率近场成像的关键因素之一。针对传统开关切换阵列的毫米波合成孔径成像系统,提出一种基于等效相位中心原则,通过阵列排布方式改善收发隔离度的方法。该处理方式在保证等效阵元位置吻合合成孔径阵列长度的前提下,通过改变收发阵列相对位置、增加收发阵元单次观测时的物理间距实现距离隔离,并结合对等效相位中心误差的分析提出收发阵列最大间隔,以避免收发阵列间隔过大影响成像效果,增强了系统的实用性。最后通过仿真及实验验证,结果表明,与传统阵列相比,该系统隔离度提高了13dB,有效优化了毫米波成像系统的整机性能。

基于图像质量评估的MIMO-SAR等效相位中心误差界

受等效相位中心误差的影响,新体制的多输入多输出合成孔径雷达(MIMO-SAR)方位成像结果存在"假峰"而导致成像质量下降。该文提出基于虚假旁瓣比、积分旁瓣比及峰值能量损失等图像质量指标联合评价"假峰"对SAR成像质量的影响,进而确定MIMO-SAR等效相位中心误差界,为系统设计和信号处理提供了依据。结果表明:当等效相位中心误差超过0.2rad时,一般需要对其进行补偿以满足常规指标要求;星载系统较机载系统更适合等效相位中心处理,通常可忽略等效相位中心误差的补偿环节。