一种改进的斜视SAR运动补偿波数域算法

准确的运动补偿是高分辨率机载SAR成像的关键。为了获得高质量的斜视SAR图像,该文详细研究了用改进的波数域算法处理带有运动误差的斜视SAR数据,提出了一种改进的斜视SAR运动补偿波数域算法,并用该算法进行了点目标仿真和对原始数据成像,结果表明,该算法对处理带有运动误差的斜视SAR数据有很好的效果。

弹载斜视SAR成像的改进波数域算法

导弹非匀速直线运动且速度快的特点,使得弹载SAR回波信号的多普勒参数随斜距的变化较大,因此在波数域进行相位补偿的波数域算法很难实现弹载SAR测绘带内的高精度成像处理。该文在经典波数域算法及相关文献的基础上对波数域成像算法进行改进,将2维波数域中的方位压缩处理变换至时域或空域进行,从而可完成成像过程中多普勒参数适应距离的变化,降低原有算法使用同一参数带来的相位误差,因此改进算法能适用于宽测绘带的弹载SAR精确成像。仿真实验验证了改进算法的有效性。

基于改进的扩展波数域算法的SAR实时成像方法

波数域算法是一种精确的成像算法,但因其运算量较大而不能直接用于实时成像。文章在研究波数域算法和高精度运动补偿技术的基础上,提出了一种内嵌实时运动补偿方法的改进扩展波数域实时成像算法。与传统的扩展波数域算法相比,该算法具有更低的计算复杂度。最后通过点目标仿真进行了验证,结果表明,本方法能够用于斜视下的高分辨率SAR实时成像。

星载SAR等效斜视波数域算法的实现方法

等效斜视的波数域算法是一种适用于大距离徙动高分辨率星载合成孔径雷达成像的优化算法。该算法可以利用雷达发射信号的复制信号作为距离参考信号。由于该算法在频域插值,对插值精度要求高。多普勒参数的精度和加权处理对该算法的成像性能指标具有重要的影响。文中从距离参考函数、Stolt插值、多普勒参数估计和加权处理4个方面分析了等效斜视波数域算法的实现方法,并通过仿真测试对几种可能方法的成像质量指标进行了比较,实验结果验证了等效斜视波数域算法实现方法的有效性。

改进的波数域算法处理带有运动误差的机载SAR数据

机载SAR的一个关键问题就是准确的运动补偿。如果载机满足理想的匀速直线运动,传统的波数域算法是一种理想的成像算法,尤其在处理高斜视角和大孔径的SAR数据时,但它在处理带有运动误差的机载SAR数据时有一定的局限性,研究了改进的波数域算法,使之能与两步运动补偿技术结合,从而极大地扩展了波数域算法的应用范围。给出了仿真与原始数据成像结果。

基于波数域算法的FMCW SAR运动补偿

为了实现机载调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)的高分辨率成像,文中对Stolt变换进行改进,将传统的波数域算法与两步运动补偿法相结合,提出一种适合FMCW SAR运动补偿的波数域算法。该方法将运动补偿分解为一次运动补偿和二次运动补偿,使得方位聚焦在二次运动补偿之后,有效的补偿了该误差,并得到良好的成像效果。文章最后对点目标成像进行仿真验证,证实该算法是有效的。

基于距离模型的波数域算法

合成孔径雷达(SAR)存在四种距离模型,本文利用这四种模型推导出四种波数域算法,给出了四种算法详细的推导过程,并得到了四种算法和四种模型之间的一一对应关系。文章提出了单色等效斜视波数域算法,该算法不需要插值,因而提高了计算效率,适合于小斜视角且测绘带宽度不大的情况下的快速成像。最后利用该算法对星载SAR的实际数据进行成像,结果表明在成像精度牺牲不大的情况下可以大大提高成像速度。

等效斜视波数域算法

文中通过对等效斜视波数域算法的改进解决该算法在微波成像时存在的成像指标不一致性问题,所得到的改进算法对于大测绘带高分辨率微波成像具有一定的工程应用价值。

基于波数域算法的220GHz雷达成像技术

太赫兹成像技术是当前太赫兹领域研究的热点之一,太赫兹波具有分辨率高、穿透性好、安全性的优点,用于反恐和安检方面有着巨大优势。本文介绍了基于波数域算法的220GHz雷达成像技术,采用机械扫描的模式,模拟仿真建立了目标散射点模型,经过算法处理后的结果显示波数域算法能够精确地重建目标位置,成像精度较高,为进一步应用于实测数据奠定基础,从而为安检成像的应用研究做了铺垫。

斜视FMCW-SAR的四阶多项式插值波数域算法

FMCW-SAR因其体积小、重量轻、成本低和高分辨率等优点近年来发展迅速,在低成本的民事应用领域具有广阔的发展前景。FMCW-SAR频率变标算法及其改进算法对距离-方位耦合相位项作了三阶近似,忽略二次和三次项的距离空变性,只能适用于窄测绘宽度、侧视及小斜视角情况。对中大斜视工作,文中提出了采用四阶多项式插值的波数域算法,给出了斜视下的距离徙动因子,考虑了二次距离压缩项的空变性和四次耦合项。利用典型参数,通过不同斜视角下误差相位的分析和点目标成像的仿真实验验证了所提算法的合理性和有效性。

用于多层介质目标成像的改进波数域算法

近年来,获取高分辨探地雷达图像以实现目标检测受到广泛关注。相位偏移补偿算法(PSM)可以针对不同介电常数的多层介质成像,在各领域应用广泛。受距离维像素循环计算过程影响,PSM成像速度慢。基于PSM相关理论基础,提出改进波数域的多层介质快速成像算法,在每个独立介质层中,通过快速傅里叶运算取代PSM算法中的像素迭代过程,可以有效降低成像时间。针对双层介质模型,提出基于目标顶点区域提取的波速估计方法,用于精确补偿相位成像。通过搭建双层介质实验平台,利用该算法获得了多种被埋目标高分辨图像,验证了算法的有效性。

基于波数域算法的残留运动误差补偿方法研究

在星载成像优化处理问题的研究中,改进的波数域算法(EOK)能够与传统的两步运动补偿技术相结合,因而适用于机载SAR成像,但在用于高分辨率机载SAR成像时,两步运动补偿并不能将运动误差完整地补偿掉。精确地运动误差补偿是成像处理的关键,为了进一步提高波数域算法的处理精度,分析了EOK算法中stolt插值前后运动误差在方位空间的位置变化,推导了变化给两步运动补偿过程带来的残留运动误差,并针对残留误差提出了一种二维波数域空变补偿方法。计算机仿真结果表明,改进方法能够有效地去除残留误差,改善目标响应特性、提高成像质量,实测数据处理结果验证了改进方法的可行性。

基于NUFFT的FMCW CSAR圆柱面场景成像波数域算法

针对调频连续波圆周合成孔径雷达(FMCW CSAR)传统波数域算法对圆柱面场景成像时插值的精度直接影响成像质量且计算量较大的问题,提出了一种基于非均匀傅里叶变换的FMCW CSAR圆柱面场景成像的波数域算法,基于雷达到目标点的斜距按照四阶泰勒级数展开推导出了FMCW CSAR波数域回波信号,并在此基础上利用二维非均匀傅里叶变换代替插值功能较好地实现了聚焦成像。

波数域算法在机载双天线干涉SAR成像中的应用

该文针对机载双天线干涉SAR成像,分析了主、副两天线的波数域成像算法特点。通过在距离向引入距离平移因子和距离缩放因子,得到在成像过程中完成配准的波数域成像算法。通过计算机仿真和处理实际数据,验证了这种方法能够在机载双天线干涉SAR原始回波数据的成像处理中,完成复图像对的配准。

适于大斜视角的星载双基地SAR波数域成像算法

本文提出一种星载双基地SAR(SyntheticApertureRadar)等效平行轨迹距离模型,计算表明该模型误差远远小于直接基于多普勒参数的二阶距离模型.基于该距离模型提出一种星载双基地SAR波数域成像算法,能在大斜视角、高分辨率情况下精确成像.最后对仿真点目标双基地回波进行成像处理,结果与基于二阶距离模型的成像算法相比较,证明了本文等效距离模型和成像算法的优越性.

多子阵合成孔径声呐波数域算法不均匀采样问题研究

多子阵合成孔径声呐(SAS)方位向采样不均匀,因而单子阵波数域算法(ω-k)不能直接用于多子阵SAS图像重建。为此,提出两种改进ω-k算法的方法,使其可以应用于多子阵SAS图像重建。不均匀分离快速傅里叶变换(NSFFT)方法采用多子阵匀速直线运动的假设,将方位向不均匀采样的傅里叶变换分解为若干个均匀采样的傅里叶变换;不均匀快速傅里叶变换(NFFT)方法则直接快速计算方位向不均匀采样的傅里叶变换。文中对这两种方法进行了理论分析,并利用仿真数据和湖试数据对这两种方法进行了验证。成像结果表明两种方法均可用于多子阵SAS系统图像重建。NSFFT计算效率较高,但声呐基阵前进方向速度的不均匀性会对成像质量造成一定的影响;NFFT可以适用于任意速度的情况,但计算效率比NSFFT方法低。综合来看,两种方法各有特点,可以根据应用场景的不同进行选择。

适用于宽波束的多接收阵SAS波数域成像算法

现有的基于相位中心近似思想的多接收阵合成孔径声呐成像方法均忽略了非"停-走-停"和相位中心近似误差的方位向空变性影响,这在宽波束条件下可能导致图像出现几何失真,旁瓣升高以及图像对比度下降。针对这一问题,根据方位向侧视角与多普勒频率之间的一一对应关系,提出了一种兼顾补偿精度和实现效率的距离向时域分块-频域补偿的多接收阵合成孔径声呐宽波束成像处理方法,二维空域内开展的距离延迟误差分析定量说明了文中方法在高分辨合成孔径成像中的潜在优势。最后,采用仿真实验对这种宽波束情况下的潜在优势进行了验证,并利用实测数据进一步测试了这种方法的可行性。

步进频SAR的波数域成像算法研究

步进频合成孔径雷达(SAR)可以在不要求系统瞬时大带宽的情况下获得距离向高分辨率,在一些领域已得到了成功的应用,但其成像过程中由于雷达与目标之间存在相对运动使得脉冲间对应的瞬时斜距有不可忽略的差值,基于差值导致的距离像偏移、分辨率下降和信噪比损失,提出了在二维频域中补偿的方法。波数域成像算法主要操作是在二维频域,成像精度较高,计算量适中,文中将该算法应用到步进频SAR中,从雷达的几何关系和信号回波模型出发,推导了补偿斜距差的公式,以及实现残余压缩的Stolt插值过程,给出了目标精确聚焦的完整步骤,并分析了Stolt插值频率改变的过程和参数设计的影响,最后对多个点目标进行了成像仿真。

基于相位近似的双基地SAR波数域成像算法

双基地SAR系统的目标回波信号斜距历程与单基地SAR存在本质差异,因而单基地成像算法无法直接应用于双基地系统。为此该文提出对双基地SAR点目标脉冲响应函数二维频谱的相位项做一阶近似,由此推导出双基地SAR波数域成像算法。通过对点目标与面目标的成像仿真得到的成像结果及其质量评估指标表明:该算法可以在大基线长度、大斜视角的情况下实现高分辨成像。

基于等效斜视距离模型的高分辨率星载SAR波数域成像算法

为了解决CS算法在距离压缩时无法使用带有误差的原始信号的问题 ,作者提出一种等效斜视的波数域算法 .本文基于星载SAR等效斜视距离模型 ,利用Bamler提出的波数域算法推导方法[1] ,从原始回波信号模型入手 ,详细推导出基于等效斜视距离模型的高分辨率星载SAR波数域成像算法 ,并给出了该算法的实现步骤 .该算法适用于大距离徙动高分辨率星载SAR的精确成像 .