弹载双基前视SAR构型参数优化设计方法

弹载双基前视合成孔径雷达(missile-borne bistatic forward-looking synthetic aperture radar,MBFL-SAR)构型,可实现接收平台俯冲段全程二维高效高分辨成像。相比于机载、星载双基构型,弹载双基构型具有不易受攻击、轨迹设计灵活、合成孔径时间短等优势。但是由于导弹机动性较强,对成像时间要求较高,这使得传统的机载/星载双基构型设计方法不适用于弹载前视双基构型。本文首先在MBFL-SAR几何模型基础上,基于梯度方法分析该构型的分辨率计算方法;然后,结合二维分辨率的特点,分析构型参数对二维分辨率的影响规律,提出一种参数降维的构型设计方法,在提高构型参数设计效率的同时,能够有效缩短成像时间;最后,通过基于典型工作参数的仿真实验验证了该方法的有效性。

弹载双基前视SAR建模及运动/同步误差分析

弹载双基前视合成孔径雷达(missile-borne bistatic forward-looking synthetic aperture radar,MBFLSAR)是一种将双基前视SAR成像体制应用于弹载平台的新型SAR成像模式,可实现弹载雷达末端俯冲阶段全程二维成像、自主寻的精确制导。结合MBFL-SAR的运动特点,建立了高动态条件下的回波距离模型,并就多普勒频率和多普勒调频率等参数与常规低速双基平台模式进行了对比分析。在此基础上建立了高动态条件下存在运动误差情形的斜距历程、多普勒频率及多普勒调频率误差模型和同步误差模型,并基于误差对MBFL-SAR成像的影响给出了运动参量的约束条件和同步误差的精度要求。仿真结果验证了误差模型的正确性。

基于斜距等效的弹载双基前视SAR相位空变校正方法

作为一种特殊的新型双基合成孔径雷达(SAR)成像模式,弹载双基前视SAR(Missile-borne Bistatic Forward-Looking SAR,MBFL-SAR)可实现末端俯冲段前视2维成像。然而距离历程中双根号及高阶项的同时存在导致其2维频谱难以有效获得,且收发平台高度的不断变化和运动方向的不同造成回波相位的空变特性。该文提出一种基于斜距等效的MBFL-SAR相位空变校正方法。该方法利用修正的双曲线斜距模型将具有双根号和高阶项的距离历程表达式等效并简化为单根号斜距表达形式,进而利用驻定相位原理求得其高精度2维频谱;随后通过多项式高阶拟合的方法精确补偿频谱中空变的相位项,完成场景成像聚焦。该方法可高精度成像且相对于传统方法聚焦性能有显著提高。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。

弹载双基前视SAR俯冲段弹道设计方法

导弹在打击复杂背景目标时,现有单基平台末制导手段难以实现对目标的有效分离。作为一种解决方案,将双基前视合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)应用于俯冲攻击段,即弹载双基前视SAR(missile-borne bistatic forward-looking SAR,MBFL-SAR),可实现弹载雷达末端俯冲段全程二维高分辨成像、自主寻的精确制导。而在该构型下作为发射机的照射弹轨迹直接制约双基成像分辨率以及制导精度。首先分析了MBFL-SAR俯冲攻击段的分辨率特性,然后提出了基于线性衰减轨迹模型的弹道设计方法,该模型可有效满足成像分辨率要求,且利于双基构型下制导控制。最后,通过仿真结果验证了设计方案的合理性。

弹载双基前视SAR扩展场景成像算法设计

针对一种新型双基合成孔径雷达成像模式——弹载双基前视合成孔径雷达,由于收发平台较高速度和加速度的引入,距离历程存在双根号下高阶项问题和该构型相对单/双基直线轨迹合成孔径雷达更为严重的距离徙动问题,提出了一种消除位置空变性的扩展场景成像算法.首先在时域对距离走动量进行校正以减少二维耦合量;然后,基于级数反演求得的高精度二维频谱,对各相位项的场景空变性进行量性分析,并通过高阶多项式拟合设计出空变的匹配滤波器,完成扩大场景成像.该方法处理简洁且具有更少的运算量,利于弹载平台下成像分析和后续处理.仿真实验表明,该算法有效地校正了场景空变性,提高了场景边缘点的聚焦性能,从而扩大了成像场景范围.