方位多通道合成孔径雷达数据重建方法

多通道合成孔径雷达可以突破传统SAR不能同时实现高分辨宽测绘带的限制,是SAR发展的必然趋势,在成像处理时,它必须重建方位均匀采样数据。该文提出了一种基于降升调频斜率技术的处理方法,利用线性调频信号特性对方位非均匀数据进行解线性调频处理,然后采用升采样参考函数进行逆解线性调频处理,即完成方位数据的均匀重建。文中给出了信号处理流程,并与重建滤波器组法进行了比较。仿真结果证明了理论分析的正确性。

联合运动补偿的逆合成孔径雷达成像方位定标方法

在雷达识别系统中,确定目标的尺寸对于提高目标识别能力具有重要的意义。针对逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像的定标问题,考虑了等效转台和残余平动引入的相位误差,提出了一种ISAR目标有效转动速度估计的新方法。通过在距离多普勒图像中自适应提取若干目标特征点,对其建立时变自回归模型(time-varying autoregressive,TVAR)。利用多项式拟合极点的多普勒历程,解算有效转动速度与残余相位误差系数。该方法不仅能可靠实现方位定标,残余的相位误差补偿可进一步提高图像的聚焦性能。仿真和实测数据实验验证了所提方法的有效性。

时钟同步对星载多通道合成孔径雷达成像影响

主要分析了时钟同步对方位向多通道星载合成孔径雷达(SAR)成像质量的影响。结合星载多通道SAR系统对时钟同步误差进行数学建模,阐述了时钟同步对星载多通道SAR图像的影响方式。通过数学推导分析了方位向成对回波的幅度及位置,并指出了时钟同步误差对方位向主瓣压缩性能的影响具有周期性,同时还会导致距离向主瓣压缩性能恶化。在此基础上,进一步研究了时钟抖动对成像质量的影响。最后,计算机仿真验证了理论分析结果的正确性。

方位多波束合成孔径雷达压缩感知成像研究

针对高分辨率宽测绘带合成孔径雷达(SAR)成像面临高速采样、大数据量存储等问题,将压缩感知(CS)理论与方位多波束(MAB)技术结合,提出一种基于压缩感知的方位多波束SAR成像方法。该方法对SAR回波信号进行快时间和慢时间维的降采样,然后分别构造距离和方位维的测量矩阵,利用随机滤波CS理论实现对目标的二维稀疏重建。仿真结果表明,该方法不仅能以较少的采样数据解决方位高分辨与宽测绘带之间的矛盾,还能在噪声存在的情况下重建目标的二维图像。

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 .

一种宽带多通道合成孔径雷达系统幅相特性测量与校正方法

多通道技术可以用来提高系统的频带宽度,是实现分辨率优于0.1 m的超高分辨率机载合成孔径雷达(SAR)系统的一种有效的技术途径。该文针对实际雷达系统中采用的单通道宽带信号发射、8通道下变频接收来完成宽带信号收发的方案,提出一种对该收发系统的幅相误差进行测量和校正的方法,该方法采用空间闭环辐射提取宽带收发通道的幅相误差,采取具有频偏误差修正的矢量网络分析技术完成多通道接收单元中各子通道幅相误差的提取,将两者结合用于补偿整个系统误差对信号合成和成像处理所带来的影响。实际测试数据和外场飞行试验结果验证了该系统测量和校正方法的有效性和可行性。

合成孔径雷达双通道对消的多站干扰方法

针对单部干扰站难以对合成孔径雷达双通道对消系统实施有效干扰的问题,提出了合成孔径雷达双通道对消的多站干扰方法。该方法利用多部干扰站实施分布式协同干扰,使SAR系统无法通过估计每个采样时刻的补偿相位对双通道的干扰信号进行对消,并给出了使双通道对消系统失效的相位条件和多干扰站沿方位向的部署方案。仿真实验表明,该方法可有效破坏SAR双通道干扰对消的性能,显著增强直达波干扰和散射波干扰对双通道SAR系统的干扰效果。

星载并轨双基地合成孔径雷达Chirp Scaling成像的方位向Fourier变换

利用距离向和方位向变换相对独立的特点,提出一种处理双基地二维点目标谱的新方法.根据双基地距离模型的近似表达式和精确表达式,在波数域中,分别得到距离向和具有闭合形式的方位向频谱.引入一种Taylor级数展开式,将双基地二维点目标谱展开为距离向频率的幂级数,然后使用驻定相位原理处理距离向逆Fourier变换.在Range-Doppler域中,对信号表达式中的距离向时间作因式分解,构造出双基地Chirp Scaling算法的等效调频斜率和弯曲因子.仿真结果表明,所推导出的二维点目标谱具有较高的近似精度;所构造的并轨双基地Chirp Scaling算法具有较好的成像性能.

数字合成孔径雷达中改善I/Q通道不平衡性的多相Kaiser滤波法

该文分析了数字合成孔径雷达正交相干检波的I,Q通道的不平衡性,给出了评价I/Q通道不平衡性的统一指标。为了改善数字合成孔径雷达I/Q通道的不平衡性,该文采用了一种新的方法——内插多相Kaiser滤波法.研究表明,当多相Kaiser滤波器的阶数为16时,噪声旁瓣的抑制比为-74dB,相对瞬时频率误差为-1.18％。

基于多普勒域多通道的机载合成孔径雷达自聚焦算法

在多通道自聚焦(MCA)和傅里叶域多通道自聚焦(FMCA)的基础上,该文提出一种基于多普勒域多通道的机载合成孔径雷达自聚焦算法。该算法同样是直接在线性代数的理论框架下推导得到,能够在不迭代的情况下进行相位误差的估计和补偿以实现SAR图像的聚焦。该算法不像MCA和FMCA那样在图像域估计相位误差,而是在距离压缩方位多普勒域(方位未压缩)里进行相位误差估计。同时该算法不需要SAR成像场景中含有低散射区的假设,从而使其能够应用于条带模式SAR。不同情况下条带SAR数据的处理结果验证了该算法的有效性和可行性。

双站聚束式合成孔径雷达方位分辨率研究

在双站聚束式合成孔径雷达系统设计中,分辨率是一个关键的参考因素。当发射站和接收站分别位于不同高度但飞行轨迹地面投影平行的两条航迹中时,建立了一种机载双站聚束式合成孔径雷达系统空间几何数学建模。同时对双站聚束式SAR的方位分辨率进行了理论分析和数值仿真,讨论了不同初始条件对双站聚束模式SAR系统分辨率的影响。仿真结果表明,双站聚束式SAR分辨率不仅与雷达工作波长、雷达转视角有关,而且与发射机以及接收机相对位置有关。

一种基于滤波响应损失的多通道合成孔径雷达地面动目标检测方法

针对在非均匀杂波背景下,杂波抑制后孤立强杂波剩余能量导致动目标检测虚警率升高的问题,提出了一种基于滤波响应损失的多通道合成孔径雷达地面动目标检测(SAR-GMTI)方法。对多通道的合成孔径雷达(SAR)图像进行维纳匹配滤波处理,在杂波抑制残差图检测的基础上,根据滤波前后信号的能量差异设计了滤波响应损失检测量,对潜在目标进行二次检测,以剔除虚警。仿真与机载实测数据表明:该方法能在非均匀杂波背景下有效改善动目标的检测性能,可应用于运动平台雷达对地监视预警。

单相位中心多波束合成孔径雷达的方位模糊分析

星载合成孔径雷达设计中的一个基本限制是测绘带宽和方位分辨率之间的矛盾,采用单相位中心多波束技术可在一定程度上缓解这一矛盾,从而成为实现高分辨率宽测绘带星载合成孔径雷达系统的一种技术途径。该文在简要介绍单相位中心多波束技术原理的基础上,分析了单相位中心多波束合成孔径雷达方位模糊的来源,提出了单相位中心多波束合成孔径雷达的方位模糊计算公式,并给出了单相位中心多波束合成孔径雷达方位模糊的仿真计算实例。该文分析结果对单相位中心多波束合成孔径雷达的系统设计具有一定的参考价值。

星载合成孔径雷达聚束模式方位分辨率研究

从星载合成孔径雷达与机载合成孔径雷达成像几何关系的差异,可以看出经典的聚束模式合成 孔径雷达方位分辨率公式对于星载情况有较大误差。该文给出了适用于星载聚束模式合成孔径雷达的方位向 分辨率的计算方法,数据模拟结果验证了方法的难确性.

合成孔径雷达系统通道带宽优化设计方法研究

针对合成孔径雷达(SAR)图像质量指标与系统通道带宽的关系,对通道带宽进行优化设计。以Butterworth带通滤波器为例模拟SAR系统通道特性,利用驻定相位原理推导了滤波器引入的相位误差的表达式。引入通道带宽系数的概念,对相位误差进行勒让德正交展开,得到相位误差均方差与带宽系数和时间带宽积之间的定量关系式,进而确定带宽系数与图像质量指标之间的定量关系。在此基础上,提出SAR系统通道带宽优化设计方法,给出了带宽系数的下限,为SAR系统工程带宽设计提供了理论基础。

采用可编程器件的合成孔径雷达实时成像处理器方位预处理电路的设计与实现

该文讨论了在合成孔径雷达实时成像处理器中,采用子孔径带通滤波成像处理方法的方位预处理的设计,构造了一种用大规模可编程逻辑器件实现方位预处理的电路结构。文中给出了电路应用和实现结果。可以看到,该电路设计具有较高的运算效率、集成度、灵活性与可扩展性。

多通道星载合成孔径雷达姿态误差影响分析与补偿

针对高分辨率条件下,多通道星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)姿态控制误差对成像质量影响问题开展研究.首先建立多通道姿态控制误差数学模型,在此基础上推导了姿态控制误差与接收天线相位中心位置、控制误差角度以及天线下视角等参数的数学表达式,定量化地分析了该误差对成像质量的影响方式与影响大小,并提出一种高效精确的误差补偿方法.最后,计算机仿真实验验证了本补偿方法的正确性及有效性.

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。

基于双向转动因子的加权误差函数最小化逆合成孔径雷达方位标定方法

逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)通常对非合作目标成像.为了实现对目标的精确识别,需要确定目标的二维分辨率.目标的距离向分辨率由发射信号的带宽决定,而方位向分辨率即方位向标定则由相干积累角度决定,因此转角估计对方位向标定至关重要.本文提出了一种基于转动因子的稳定双向加权误差函数的转角估计算法.其首先在距离多普勒算法成像的基础上将图像分为不同的子序列,然后通过双向加权误差函数最小化估计子序列图像间的最优转角,从而实现方位向标定,数值仿真和实际数据处理结果验证了该方法的准确性和鲁棒性.

时-空变化的背景电离层对星载合成孔径雷达方位向成像的影响分析

对于星载合成孔径雷达(SAR)成像,方位向信号的相关性可能会因时-空变化的背景电离层而遭到破坏,特别是对于低波段系统。该文将孔径内方位时变的斜距电子总量(STEC)归结于3个因素:垂向电子总量(VTEC)的时间变化、空间变化以及电磁波传播路径的变化,分别分析了每个因素造成的时变STEC各阶系数。该文建立了统一的分析模型,即时变STEC影响下的SAR方位向信号3阶泰勒展开模型,推导了方位向偏移和相位误差解析表达式,并基于此得到了不同星载SAR系统的时变STEC各阶系数容限。利用实测的VTEC数据以及国际参考电离层(IRI)模型,开展了信号级仿真。数值分析和信号级仿真的结果表明,对于低轨P波段SAR系统,空变VTEC与传播路径变化是导致方位时变STEC的主要因素;而对于中高轨SAR系统,时变VTEC是导致方位时变STEC的主要因素。随着载频的下降与合成孔径时间的增加,方位向成像性能更加容易受到方位时变STEC的影响。