偏置相位中心方位多波束SAR天线姿态误差分析

偏置相位中心多波束合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)解决了分辨率和测绘带宽之间的矛盾,但在应用中会出现新的误差。提出并分析了天线长度方向偏离飞行方向(方位向)所引起的回波信号相位误差及对成像的影响,给出了计算机仿真结果。并提出了可以应用天线姿态误差来解决方位向非均匀采样问题的可能性。

天线相位中心偏移方位多波束合成孔径雷达的误差分析

本文介绍了天线相位中心偏移方位多波束技术的工作原理 ,分析了该技术引入的各种误差的成因以及对成像的影响 ,并给出了计算机仿真结果 .本文为系统设计和进一步研究天线相位中心偏移方位多波束系统的成像处理方法提供了参考 .

利用相位中心偏移方位多波束来实现宽测绘带SAR成像

该文提出了一种基于相位中心偏移方位多波束的宽测绘带星载SAR实现方案。通过在方位向上配置相位中心偏移的多个波束使雷达在一个脉冲周期内完成多个多普勒历程的信号采样,显著降低系统对脉冲重复频率的要求,实现宽测带SAR成像。针对卫星速度的非恒定性和不同波位所需PRF的多样性造成的方位信号非均匀采样,该方案采用了多通道信号重建技术来恢复均匀采样信号的算法。与采用高轨技术和分布式技术的宽测绘带SAR方案相比,这种方案的技术难度较小、易于实现。

星载SAR多相位中心多方位波束技术研究

运用多相位中心多方位波束(MPCMAB)技术能够有效解决条带模式的常规星载SAR系统中方位向分辨率与脉冲重复频率之间的矛盾.通过分析多相位中心多方位波束SAR与常规条带SAR回波数据之间的内在联系,提出了多相位中心多方位波束SAR的回波数据分通道相位补偿和多通道有序组合的成像算法.仿真证明了该技术的有效性.

星载分离相位中心方位多波束SAR方位向非均匀采样

星载分离相位中心方位多波束合成孔径雷达可同时实现高分辨率、宽测绘带成像.本文进行进一步分析指出,该技术会产生方位向非均匀采样,并最终可导致虚假目标产生.提出了几种消除方位向非均匀采样影响的算法.通过对各种算法进行比较指出,滤波器组法是最为高效的一种算法.

星载SAR DPCMAB技术的方位向非均匀采样研究

在星载SAR分离相位中心方位多波束(DPCMAB)系统中,发射脉冲盲区和星下点回波盲区的存在会引起 方位向非均匀采样,从而在方位向冲激响应的主瓣两侧产生不期望的尖峰。该文采用Spectral-Fit法和时域重构法 在不影响图像性能的基础上,消除了非均匀采样带来的影响。最后通过对两者运算量的分析,指出时域重构法优于 Spectral-Fit法。

基于滤波器组的星载SARDPC-MAB技术方位向非均匀采样信号的重构

给出了基于滤波器组对方位向周期性非均匀采样信号重构方位向均匀采样信号的算法。该算法主要利用滤波器组重建信号的原理,由完全重建条件和已知的分析滤波器组得到合成滤波器组,通过得到的合成滤波器组对方位向周期性非均匀采样信号进行重构,得到均匀采样信号。该均匀采样信号被用来消除当多相位中心方位向多波束星载SAR在系统的脉冲重复频率(PRF)偏离理想值时进行成像而产生的成对虚假目标。通过仿真,证明了该算法的有效性。

宽波束多子阵合成孔径声呐非线性CS算法

现有的多子阵合成孔径声呐成像算法大都是基于等效相位中心近似思想,在成像中通常忽略非"停-走-停"和方位向空变的影响,这在宽波束条件下会导致图像散焦。提出了一种兼顾成像精度和实现效率的宽波束多子阵合成孔径声呐非线性CS成像算法。利用泰勒展开的方法推导了回波信号相位的高阶项,进一步提高了相位补偿精度,并在高阶相位补偿中提出将调频率近似为随时延差量一阶线性变化和二阶非线性变化关系式的方法,充分考虑了PCA方位向的空变性对图像聚焦的影响。仿真实验结果表明,新算法比传统算法具有更好的成像聚焦质量,可以很好满足宽波束多子阵合成孔径声呐成像的需求。

SAR非均匀采样信号频谱重构

在常规星载SAR系统中,测绘带宽和分辨率之间存在矛盾,采用方位向多相位中心多波束模式可以很好地解决这个问题。但在方位向多相位中心多波束SAR系统中,要想实现宽幅成像,其方位向上回波的采样时刻大多是不均匀的。文中主要分析和研究如何重构非均匀采样信号的频谱。非均匀采样信号频谱重构的仿真结果证明了该重构算法的正确性。

星载方位多波束ScanSAR成像

提出了一种新型星载方位多波束ScanSAR工作模式,实现了在保持方位向高分辨率的前提下对距离向测绘带大幅扩展。分析了该工作方式的特点及主要相位误差,给出了相应的误差补偿方法。介绍了该工作方式下回波数据的模拟方法,并讨论了几种适合该工作方式的成像算法。最后通过仿真对该工作方式的可行性及补偿方法的有效性进行了验证。

星载SAR DPCMAB技术在工程实现中的问题

星载分离相位中心方位多波束(DPCMAB)合成孔径具有方位向高分辨率成像和宽幅测绘的能力,但是方位多波束间幅相特性不一致影响其性能。文中在分析DPCMAB基本原理的基础上,从合理选择子阵相位参考点和对通道间幅相不平衡校准两个方面提出了消除波束间特性不一致的方法,对工程实现具有参考意义。

双频段多通道SAR宽幅成像技术研究

现代星载海洋监视雷达既需要高分辨率,又要有大成像幅宽能力。但分辨率和成像幅宽在常规合成孔径雷达成像模式下往往不能同时兼顾。文中分析了二者之间存在矛盾的原因,提出一种能兼顾的双频段多通道解决方案,对其在工程实施中存在的关键技术进行了重点阐述,明确了技术实施途径。通过机载实验试飞,验证了关键技术工程实施的有效性和可行性。

基于改进DPC近似的多子阵SAS距离多普勒算法

传统修正的偏置相位中心近似方法往往忽略距离历程近似误差的方位空变性,使得基于该方法的成像算法重建的图像出现近距离散焦和方位向偏移现象。为解决该问题,该文对修正的偏置相位中心近似方法进行改进,将双根号形式距离历程表示为类收发合置项、距离空变项和方位空变项之和的形式,有效提高了距离历程的近似精度;在利用驻定相位原理求取方位向驻定相位点的过程中,通过充分考虑距离历程方位空变性的影响,推导了更为精确的方位向驻定相位点,有效提高了点目标响应二维谱的准确性。在此基础上,提出一种适用于高分辨多子阵合成孔径声呐成像的距离多普勒算法,仿真试验和实测数据成像结果验证了该算法的有效性。

优化DPC-MAB SAR性能的自适应阵列配置技术

偏置相位中心方位多波束(displaced phase centers multiple azimuth beam,DPC-MAB)模式有效地提高了星载合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)系统的高分辨大测绘带(high resolution wide swath,HRWS)观测能力,但是脉冲重复频率(pulse repetition frequency,PRF)偏离均匀采样要求的最优值时,信号重构的性能会有恶化。依赖于有源相控阵天线灵活的波束形成能力,通过自适应地调整相位中心间距可以实现任意脉冲重复频率下的均匀采样,从而使得系统在信号重构、方位模糊抑制比以及信噪比等方面的性能得以优化。依赖于这样的阵列配置,还能够在无附加独立发射孔径的条件下实现多发多收(multiple-input multiple-output,MIMO)系统,进一步扩展系统功能。

基于DBF-SCORE的Ka SAR-GMTI信号处理方法研究

在SAR信号处理中为增大接收增益,提高系统回波的信噪比,可利用数字波束形成(DBF)技术(扫描接收技术)生成灵活控制的高增益窄波用于多通道接收、处理回波信号。分析并推导了距离向多通道的回波信号,然后详细分析了基于偏置相位中心天线(DPCA)的SAR-GMTI处理方法。在此基础上给出了一种使用DPCA杂波抑制技术处理基于时变加权DBFSCORE回波的Ka SAR-GMTI处理方法,并给出了系统实现原理。与其他SAR-GMTI处理方法相比较,使用DBF技术可以提升系统信噪比,有助于改善杂波抑制性能。通过仿真,验证了用DPCA技术处理基于DBF动目标回波的有效性。

高分辨宽测绘带星载合成孔径雷达频域重构算法

针对传统星载合成孔径雷达(SAR)系统高分辨率和宽测绘带之间的矛盾,采用方位向偏置相位中心结合距离向波束扫描(ScanSAR)模式实现同时高分辨宽测绘带SAR成像,并针对雷达脉冲发射频率、平台速度和天线尺寸不满足严格约束条件导致的方位向非均匀采样提出了频域重构算法。该算法可以实现精确频谱重构,并且极大地提高了系统设计和参数选择的灵活性。五扫六通道SAR系统的频域重构算法的仿真结果显示成对回波抑制达60 dB以上,方位模糊比达-23 dB,证明了该算法的有效性。

MPCMAB SAR中空时不等效现象及其补偿方法分析

针对MPCMABSAR中空时不等效现象引起成对回波假目标的问题,从理论上分析了其产生的原因,并提出了消除成对回波虚假目标的补偿方法,最后通过仿真试验证明了该补偿方法的有效性.

星载DPC MAB SAR系统主要性能指标分析

星载分离相位中心方位多波束合成孔径雷达可以同时实现方位向高分辨率和宽测绘带成像。分辨率、测绘带宽度、模糊度和作用距离等性能指标是系统设计的目标,同时也是用户最为关心的指标。通过对这种新体制SAR技术原理进行分析,并参照常规SAR上述指标的定义,给出了DPC MAB SAR系统的分辨率、测绘带宽度、模糊度和作用距离等性能指标的计算公式,可用于系统工程设计时参考。同时计算结果与常规SAR对照,进一步体现了DPC MAB技术的优势。