基于编队卫星的SAR高方位向分辨率成像

针对编队卫星被动工作方式下提高SAR方位向分辨率的构型,在建立信号回波模型和详细分析提高方位向分辨率原理的基础上,提出了对基线的要求及频谱合成算法。该算法充分利用了编队卫星SAR系统中不同接收机的视角信息,有效地完成了多组不同多普勒位置的信号相干合成,实现了系统分辨率的提高。计算机仿真结果表明该算法具有良好的性能。

穿墙雷达方位向分辨率研究

给出有墙体影响下的方位向分辨率计算公式,即L-W公式和A-W公式,并数值分析了取不同折射率的墙体方位向分辨率、误差和相对误差随墙体厚度的变化情况。结果表明:L-W公式和A-W公式计算的方位向分辨率随不同墙体厚度的增加而增大;在相同厚度处,墙折射率越大,方位向分辨率误差及其相对误差也越大;L-W和A-W公式计算方位向分辨率时,L-W公式更能精确地体现目标辨识能力。

大气层电波传播对星载SAR方位分辨率的影响

利用合成孔径原理和大气折射理论推导了大气层给SAR方位向分辨率带来的误差公式,针对不同时间、地点、高低年的电离层电子浓度和低层大气折射率剖面,对不同频段进行了计算,并对计算结果进行了分析讨论.得出了大气层中星载SAR的方位向分辨率误差为毫米量级,其绝对值随频率增高而减小的结论.

基于转台成像的SAR分辨率分析

传统SAR的分辨率公式在超宽带信号和大转动角度的成像情形下不再适用,故通过分析转台成像的点扩展函数,分析了SAR成像的方位向分辨率,特别是考虑了相对带宽对分辨率的影响,提出了超宽带信号下方位向分辨率的修正公式;并通过仿真实验,得出了大转动角度时方位向分辨率的经验公式,分析了转台成像的方位向极限分辨率。对于距离向分辨率,仅提供了分辨率的近似公式,并进行了距离向的极限分辨率分析。

机载双基地SAR的方位分辨特性与无模糊条件

发射、接收天线配置方式不同的系统的分辨特性和参数的约束条件是对双基地合成孔径雷达(Bistatic SAR)系统进行分析和设计的基础。根据收、发载机平台的运动特点和天线波束在观测场景平面内的照射规律,采用多普勒频率分析方法详细讨论了斜侧视的条带测绘机载双基地SAR系统的方位向分辨特性,并给出了收、发平台位于观测场景两侧时避免测绘带内有用回波信号本身产生混叠的条件。最后通过仿真验证了该结论。

合成孔径激光成像雷达(V):成像分辨率和天线孔径函数

基于合成孔径激光成像雷达(SAIL)二维数据收集方程和成像算法,研究了圆形孔径和矩形孔径光学望远镜天线的方位向成像分辨率,导出了点扩展函数的解析表达式,分析了理想成像点尺寸及其光学足迹中心偏离、相位二次项匹配滤波失匹、空间采样宽度、采样周期等的影响;也研究了距离向成像分辨率并分析了非线性啁啾补偿等的影响。对于各种影响因素都给出了数学判据,特别是发现了矩形孔径的光学望远镜可以产生适合于SAIL扫描方式的矩形光学足趾并消除方位向分辨率不均匀降低,可以设计最佳的矩形孔径的尺度分别控制光学足趾在方位向及其垂直方向上的尺度,得到大扫捕宽度和高方位向分辨率;也发现了目标外差延时必须尽量小以克服非线性啁啾和初始光频不稳定性相位误差。

基于BiSAR制导的战斗机最优引导律及导弹最优制导律设计

针对半主动自寻的合成孔径雷达制导导弹发射后,战斗机、导弹的运动状态如何同时满足成像分辨率和脱靶量要求的问题,提出一种基于逆最优控制方法的战斗机引导律和导弹制导律。将成像分辨率对战斗机及导弹运动状态的双边约束,转化为对战斗机目标线角速度的单边约束;将脱靶量转化为对导弹目标线角速度的约束,从而实现导弹运动的自主性;建立含有待定权值系数的性能指标函数,根据所建立的战斗机引导系统和导弹制导系统的动态调节时间确定该系数,逆向得出最优引导律和最优制导律,仿真结果验证了该算法的有效性。

滑动聚束SAR波束控制研究与设计

本文在分析聚束SAR模式波束控制方式的基础上,指出滑动聚束SAR控制波束始终指向远离成像区域的某个虚拟的焦点,其波束控制方式实际上等同于聚束SAR模式的波束控制。在详细分析虚拟焦点固定的情况下,成像区域中各散射点分辨率的变化以及虚拟焦点到场景中心线的远近对分辨率的影响基础上,给出了一定分辨率下虚拟焦点到场景中心垂直距离的计算公式;然后以0.3m分辨率滑动聚束SAR模式为例,进行了仿真计算,最后给出了0.3m滑动聚束SAR模式在运七飞机上的试验图像。

前视多通道合成孔径雷达解模糊成像方法

传统合成孔径雷达方位向分辨率仅由合成孔径提供,但在正前视区域多普勒分集有限,成像性能迅速下降且前视成像也存在固有的左右多普勒模糊问题。针对上述问题该文讨论前视多通道合成孔径雷达系统模型,提出一种理想直线航迹下空域零点约束自适应波束形成的成像方法,有效综合阵列实孔径和合成孔径提高正前视区域的成像质量,利用有限阵列空域自由度实现左右多普勒解模糊。首先对回波数据大前斜成像处理,得到左右模糊的图像,然后进行波束形成,将各通道图像加权并且相干累加,实现左右多普勒解模糊以及方位分辨率增强。仿真实验表明空域零点约束自适应波束形成的成像方法可对前视场景进行高分辨成像。

不同多普勒速度下SAR测量降水有效回波方法

针对雨云等分布式目标特点,分析得出SAR测量降水的方位向分辨率与降水粒子多普勒速度标准差之间正线性相关。然后以理想雨云单元(即充塞系数为1)为例,提出一种考虑电磁波对散射回波衰减作用下有效地表及降水体散射回波计算方法,并比较了考虑衰减与不考虑衰减两种情况下降水回波信杂比(Signal to Clutter Ratio,SCR)的差异。仿真结果表明地表面散射回波对多普勒速度标准差的变化更敏感,强降水天气下,雨云对降水回波的衰减作用不可忽略,这一特性适用于从雷达接收到的后向散射回波中分离地表杂波的影响。

便携式超宽带穿墙成像雷达阵列模式性能研究

受限于便携性要求,超宽带穿墙成像雷达可用的天线数量有限,因而面临着如何充分利用有限的天线获取最优成像性能的难题。文中主要比对研究了UWB、TWIR在3种不同天线阵列配置模式下的性能。论述了3种不同的阵列配置模式,分析比对了在3种模式下UWB、TWIR的方位向分辨率和干涉区域,并通过仿真实验进行了验证分析,给出了合理等效孔径和虚拟阵元密度下的最佳阵列性能配置参考。

尺度缩小合成孔径激光成像雷达的孔径合成实验

设计了一种尺度缩小的合成孔径激光成像雷达(SAIL),在实验室平台上模拟实施远场传输条件,相应地解决了波前测量和外差质量监视技术,实现了一个目标点的方位向孔径合成实验,实验结果与理论预测相近。