平台运动测量误差对阵列天线合成孔径雷达三维成像影响分析

阵列天线合成孔径雷达(SAR)可实现3维成像。为了提高成像质量,使用测量设备获取平台的运动信息以进行运动补偿,而测量误差会影响补偿及成像质量,需对其进行分析。该文首先建立了阵列天线SAR 3维成像模型和测量误差分析模型,接着分别从位置和姿态角两个方面分析了测量误差对相位误差的影响,并比较不同方向误差影响的大小,然后通过仿真分析了误差对成像指标的影响,并引入姿态误差基线比来量化姿态角误差的影响。最后得出高程向和横滚角测量误差影响最大的结论,给出了限定要求下测量误差的容忍值。该文的结论为测量设备的选取和设计以及成像和补偿方法的选择和分析提供了理论指导和参考。

合成孔径雷达线性调频信号的线性度约束研究

合成孔径雷达(SAR)发射的信号为线性调频信号,由于受系统的影响,频率和时间并不满足线性关系,可能会发生某种畸变.这样就会存在一个线性度的问题.本文描述了线性度对于调频信号的压缩产生的影响,并且利用压缩信号的特点得到了对于线性度的具体约束,然后通过仿真验证了约束的正确性.

去斜率线性调频合成孔径雷达成像研究

为获得高距离分辨率 ,雷达一般发射宽带或超宽带信号 ,这给数据采集带来了很大的困难。A/ D采样是数据采集的瓶颈 ,所以必须降低大时间带宽积信号的采样频率。当雷达发射线性调频信号时 ,去斜率方法能有效降低接收机中频带宽 ,从而减小数据采集难度和数据量。本文将去斜率原理用于高分辨率合成孔径雷达 ,通过原理分析和仿真实验证明了该方法的正确性和有效性 。

数字阵列合成孔径雷达

回顾了数字波束形成(DBF)技术与合成孔径雷达(SAR)逐步结合的技术发展进程,讨论了DBF技术在SAR系统的典型应用模式、性能改善和功能提升,分析了DBF SAR系统构成及工程实现的主要技术问题,并提出了相应的解决方案。

地基干涉合成孔径雷达图像非线性大气相位补偿方法

采用基于永久散射体(PS)技术的大气相位(AP)补偿方法对地基干涉合成孔径雷达(GB-InSAR)干涉相位图进行分析时,部分图像的干涉相位随距离呈现出复杂的非线性,导致无法建立合理的多参数模型来模拟大气相位,常规的补偿方法不再适用。该文提出一种改进的GB-InSAR图像非线性大气相位补偿方法,首先采用常规方法对干涉相位图进行大气相位补偿,并根据PS点的补偿后相位序列的标准差,进行稳定PS点的选择,然后对稳定PS点进行子区域划分,通过反距离加权插值估计出所有PS点的大气相位,从而实现大气相位的有效补偿。采用该文所提方法,对460幅雷达图像进行了处理,相比于常规方法,可以有效地补偿干涉相位图中的非线性大气相位分量。基于若干高稳定参考点的对比结果表明,该方法减小了最大约1 rad的相位测量误差。

线性调频步进式合成孔径雷达系统的信号处理

提高距离向分辨率通常要加大发射信号带宽,导致系统采样率和A/D变换速率很高,数据量剧增,影响数据的存储和及时处理。采用调频步进方法,发射一组步进频率间隔小于信号带宽的线性调频子脉冲,对其回波信号合成处理,可以提高距离向分辨率,同时避免上述问题。在分析线性调频步进脉冲提高距离向分辨率原理的基础上,分析采用该信号对SAR距离、方位向信号处理的影响,提出线性调频步进SAR系统的信号处理流程,并用点目标信号仿真结果验证了该处理流程的正确性。

合成孔径雷达自回归线性预测带宽外推超分辨率成像算法

提出一种合成孔径雷达(SAR)二维自回归线性预测带宽外推超分辨率成像算法。根据SAR成像机理推导SAR线性预测带宽外推的信号模型;利用观测数据和SAR信号模型,估计表征信号带宽内和带宽外数据性质的统计特性,计算二维自回归(AR)模型参数;采用层迭方式外推观测数据,生成高分辨率图像。分别利用距离向数据、点目标仿真数据和实测数据对本文方法进行有效性验证。研究结果表明:本文方法可以在不增加硬件系统负担的情况下,提高影像分辨率。

机载合成孔径雷达的宽带线性调频源设计

采用“DDS+正交调制+倍频”的结构方式,设计研制出带宽500MHz,时宽15μs的线性调频信号源。该设计在DDS信号产生部分运用外部时钟倍乘方式和防止时钟泄漏等措施,获得了更好的杂散与噪声特性;正交调制部分采用误差调整与补偿电路,不仅稳定了直流偏置,而且还对信号进行了调理,从而有效控制了I,Q通道的幅相不一致性。通过实测,该宽带线性调频信号源的无杂散动态范围(SFDR)优于100dB,杂散抑制小于-60dBc,且在带宽内最大幅度起伏为±0.5dB,相位起伏为5°,很好地满足了机载合成孔径雷达系统的要求。

合成孔径雷达原始数据非线性量化压缩频谱分析

该文针对合成孔径雷达原始数据的非线性量化压缩,采用频谱分析的方法探讨了数据压缩对雷达图像分辨力指标的影响问题。从分析结果中可以看出,雷达原始数据经过压缩以后,信号的频谱并没有损失,相当于雷达图像的分辨力并不降低;但数据压缩会引入附加噪声。该文还分析了非线性量化压缩所产生的误差的影响。

合成孔径雷达图像的最小均方误差线性最优滤波

针对常用于合成孔径雷达(SAR)图像降噪的Lee滤波和Kuan滤波误差较大的问题,提出了基于最小均方误差(MMSE)准则的线性最优滤波.线性最优滤波通过把斑点噪声的乘性模型同时展开为一阶和二阶泰勒级数,然后使用MMSE准则获得线性滤波的统一模型,最后再对该统一模型使用MMSE准则而获得.线性最优滤波在所有的线性滤波中具有最低的滤波误差,因而具有最高的滤波精度.对某乡村和城区SAR图像的降噪实验表明:线性最优滤波对边缘细节的保留能力强于Kuan滤波,它对斑点噪声的滤除能力强于Lee滤波;与最大后验概率(MAP)滤波相比,线性最优滤波虽然具有较弱的边缘细节保留能力,但它对斑点噪声的滤除能力却强于MAP滤波.

线性调频脉冲串制式合成孔径雷达实时成像算法和方案的设计和模拟

介绍了线性调频（LFM）脉冲串制武合成孔径雷达（SAR）提高距离向分辨率原理，并且提出线性调频SAR的信号处理算法和步骤，避免了为提高距离向分辨率而加大系统带宽的问题。通过模拟验证了算法的正确性，并分析了计算量。设计了相应的SAR实时成像处理器方案，满足了这种新体制SAR系统的大规模成像处理的要求。

合成孔径雷达回波信号线性调频特性分析

本文从合成孔径雷达(SAR)回波信号的特点出发,对SAR回波信号的线性调频特性、频谱特性进行了详细的分析.由于SAR回波信号的线性调频特性,对方位向和距离向的SAR信号进行脉冲压缩,可实现SAR回波数据的成像.本文首先构建了二维线性调频信号,分别通过两个一维傅立叶变换实现对信号的脉冲压缩,并对压缩后的波形进行质量评估,可以得到积分旁瓣比小于-10dB的信号质量.通过这种仿真过程,实现对SAR成像算法的进一步理解.

合成孔径雷达原始数据非线性编码压缩及硬件实现

讨论了合成孔径雷达 (SAR)原始数据非线性量化编码原理和二维非线性压缩方案设计 。

合成孔径雷达三维成像——从层析、阵列到微波视觉

合成孔径雷达3维成像技术可以消除目标和地形在2维图像上产生的严重混叠,显著提升目标识别和3维建模能力,已经成为当前SAR发展的重要趋势。合成孔径雷达3维成像技术经过了数十年的发展,已提出多种技术体制。该文系统性回顾了SAR 3维成像技术领域的发展过程,深入分析了现有SAR 3维成像技术的特点;指出了SAR回波及图像中蕴含的未被现有技术利用的3维信息,提出“合成孔径雷达微波视觉3维成像”的新概念和新思路,将SAR成像方法与微波散射机制和图像视觉语义有机融合,形成SAR微波视觉3维成像理论与方法,实现高效能、低成本的SAR 3维成像。该文重点阐述了SAR微波视觉3维成像的概念、目标和关键科学问题,并给出了初步的技术途径,为SAR 3维成像提供了新的技术思路。

基于俯仰角压缩的阵列天线合成孔径雷达三维成像算法

从阵列天线合成孔径雷达(SAR)的信号模型出发,提出了一种基于俯仰角压缩的阵列天线SAR三维成像算法,解决了阵列天线SAR中存在的距离单元徙动项的校正问题,从俯仰角压缩的角度分析了阵列天线SAR的三维成像原理.通过计算机仿真验证了信号模型和三维成像算法的有效性.

线性调频连续波合成孔径雷达成像算法

线性调频连续波(LFMCW)合成孔径雷达(SAR)因体积小,重量轻,成本相对低,成为近来研究的热点。连续波SAR的回波信号通常经过相干解调处理。针对其独特的应用背景和信号模型,对现有的各种成像处理算法进行了讨论和比较,总结出其优缺点及应用范围。并对LFMCW-SAR今后的发展提出了展望。

对逆合成孔径雷达的乘积调制干扰方法

基于乘积调制干扰理论,提出了一种新型逆合成孔径雷达欺骗干扰方法:对干扰模板图像作二维FFT(Fast Fourier Transform)变换从而离线快速生成干扰信号,再经过信号相乘调制到截获雷达信号上后转发,可在ISAR(Inverse Synthetic Aperture Radar)上形成虚假目标且假目标尺度可灵活缩放.在介绍乘积调制干扰的基本原理后,从理论上分析了ISAR假目标生成方法.在此基础上,研究了关键干扰参数对干扰效果的影响,给出了影响尺度缩放功能的关键因素和对侦察的依赖程度,最后进行了仿真验证,结果证明了该方法的可行性和有效性.

合成孔径雷达定时器的FPGA实现

给出了一种采用FPGA实现合成孔径雷达定时器的设计方案,通过合理的时钟设计,使全局时钟的畸变达到最小,保证得到高质量同步的全局时钟。同时对工作时钟采用二的幂次方分频后作为脉冲宽度和延时的调整时钟,从而保证了控制精度。实验证明,该定时器具有输出脉冲抖动小,脉冲宽度和延时控制精确,集成度高,可靠性好的优点。

合成孔径雷达中匹配滤波与解调频压缩方法的性能分析

匹配滤波与解调频脉压是合成孔径雷达中常用的两种处理方法,理论上这两种方法在获得的信噪比和分辨能力上是相同的,但实际应用中却存在差异。本文首先从理论上分析了当回波存在多普勒偏移以及调频率存在误差时,这两种压缩方法对测距精度与距离分辨率产生的影响。接着重点讨论了两种压缩方法的抗噪声性能,在假设同波中存在白噪声时,对输出结果的信噪比进行了分析。理论分析和仿真结果表明,匹配滤波方法比解调频方法的抗噪性更好,解调频方法的抗干扰能力低于匹配滤波方法。本文结论对SAR系统的设计具有一定的参考价值。

基于压缩感知的三孔径毫米波合成孔径雷达侧视三维成像

基于压缩感知,该文研究了交轨向三孔径毫米波合成孔径雷达侧视3维成像问题。利用交轨方向的三孔径天线形成的稀疏阵列结构,获取高程分辨率并实现3维成像。由于交轨方向的采样数较少及非均匀采样,高程分辨率低,传统的基于傅里叶变换的3维成像技术获得的图像质量较差。针对此不足,在交轨向稀疏采样的条件下,该文采用压缩感知方法来实现超分辨成像。利用仿真和实际数据比较了传统成像方法和基于压缩感知的成像方法的性能,并验证了该文方法的有效性。