改进的基于时域距离走动校正的CS成像算法

该文考虑大斜视SAR距离徙动中3次距离偏移对信号特性的影响,提出一种改进的基于时域距离走动校正的CS成像算法。该算法首先在时域进行距离走动校正,然后通过CS变标处理和一致距离徙动校正实现场景所有目标的精确距离徙动校正,最后通过改进的方位匹配滤波方法实现清晰成像。该算法的整个成像处理过程只包含快速傅里叶变换和复乘运算,因此算法效率较高。仿真结果表明,改进后的算法明显改善了成像结果的方位向旁瓣特性,可以满足大斜视高分辨成像的要求。

距离走动校正的距离空变分析与补偿

斜视角的距离空变导致距离走动校正存在距离空变。文中分析了距离走动校正距离空变对成像的影响,发现距离走动校正空变导致目标图像在近距端和远距端向反方向漂移。在前斜视SAR中,距离场景近端目标向左漂移若干像素,距离场景远端目标向右漂移若干像素。距离走动校正空变不仅造成场景的扭曲,在高分辨大斜视下还会使图像散焦。文中给出了距离走动校正距离空变补偿方法,所提方法可与常规的二次补偿结合进行,不会增加额外的计算负担。仿真结果与理论分析一致,距离走动校正空变补偿后,场景近端和远端目标均能较好聚焦,实测数据成像实验也与理论分析相符。从而表明距离走动校正空变分析是正确的,距离走动校正空变补偿方法是有效的。

基于Keystone变换的极窄脉冲距离走动校正

针对末制导雷达极窄脉冲相参波形,文中提出一种使用Keystone变换,完成在径向速度未知或不精确的情况下,对跨距离分辨单元走动的校正方法;使得在雷达与目标间存在大的径向速度时,目标各散射点回波具有较高相参积累增益。计算机仿真结果表明,该方法有效可行;在亚毫米波波段和毫米波波段的雷达导引头中有一定应用价值。

基于距离走动校正的星载SAR成像算法

该文提出一种适合大距离徙动星载SAR的成像算法,该算法首先要对回波信号的距离走动进行校正,因而距离向和方位向的耦合度大大减小,成像质量得到提高。文中详细地推导出了该算法。然后对距离多普勒域的调频斜率的近似误差进行了分析,并与普通的斜视算法进行了比较。最后通过点目标成像仿真和实际数据成像仿真,验证了该算法的有效性。

基于Keystone变换的捷变频LFM回波信号距离走动校正

在脉冲多普勒雷达中,帧内载频通常是恒定不变的,可以采用Keystone变换校正线性调频(LFM)回波信号的跨距离门走动,以便在距离对齐后进行相参或非相参积累处理。脉间捷变频技术是现代雷达对抗敌方干扰的有效措施,此时帧内各相参脉冲的载频是随机变化的。文中研究了脉间捷变频情况下LFM回波信号跨距离门走动的Keystone变换校正问题,首先建立了捷变频LFM回波信号的模型,然后给出了捷变频情况下的Keystone变换公式,并进行LFM回波信号的跨距离门走动校正,最后通过仿真实例对文中方法进行了验证。

时域校正距离走动的CS成像算法

在许多应用场合,特别是弹载平台的大斜视角SAR成像,对算法的实时性和复杂性要求很高。本文提出一种改进的CS成像算法,该算法首先在时域校正距离走动以减少二维耦合量,然后采用CS算法校正距离徙动的其他部分。算法只需要经简单的相位相乘即可完成距离徙动校正的功能,且计算量适中。本文对该算法做了详细的推导和分析,并用仿真实验验证了大斜视角下算法的有效性。最后分析了不同斜视角下的SAR图像质量,结果表明较大斜视角下像点依然保持良好峰值旁瓣比和积分旁瓣比,但实际分辨率将下降。

时域校正距离走动大斜视ECS成像算法

针对常规的线频调变标(CS)算法不能满足于大斜视情况和实时性要求的问题,该文提出一种改进的扩展线频调变标(ECS)成像算法。对斜视模式的回波特性进行了推导和分析,在时域进行距离走动校正,利用等效的ECS成像算法进行成像处理,并进行了仿真验证。结果表明,距离走动校正仅需要简单的相位相乘即可完成,计算量适中。仿真结果验证了算法的可行性和有效性。

大斜视机载聚束SAR时域校正距离走动的频率尺度成像算法

本文采用时域校正距离走动的方法,对传统频率尺度算法距离压缩进行改进;在方位压缩中,采用非线性调频变标的方法,解决距离走动校正带来的方位向调频率空变性问题.数值仿真实验证明了本文提出算法处理大斜视聚束SAR回波的正确性及有效性.

DBS成像中距离走动的校正方法

针对DBS成像中的跨距离单元走动问题,提出了一种基于Keystone变换校正距离走动的DBS成像算法。该算法直接对雷达回波数据进行线性变换,可在雷达平台运动参数、视角等信息未知的前提下准确校正多目标场景中的距离走动量,实现方位维的相干积累,从而提高方位分辨率。理论分析及仿真结果验证了该算法的有效性。

宽带机械扫描雷达的DBS成像和动目标检测

提出了机械扫描模式中相干积累点数的选取原则以及一种考虑距离走动补偿的改进DBS成像方法,有效提高了DBS成像分辨力.在动目标检测中,利用动目标回波的幅度要受天线方向图调制这个特点,提出了一种分子孔径法检测和滑窗式检测相结合的新方法,可实现动目标较准确的定位.实测数据的处理结果证明了其有效性.

一种改进方位向非线性CS大斜视角SAR成像算法

大斜视角SAR成像时存在严重的距离走动现象,慢时域的距离走动校正在解决这一问题同时导致了聚焦深度问题。分析了二维频域解耦合后残余相位误差以及时域走动校正后的多普勒调频率误差,提出一种改进的方位向非线性CS算法,校正了三次以上距离迁徙带来的相位误差,同时采用改进非线性CS扰动方程补偿了随方位偏移量线性变化的调频率误差。仿真结果表明,改进算法的大斜视角大场景成像性能优于传统的高分辨大斜视角成像算法。

基于斜飞模式的双基地SAR成像算法

斜飞模式双基地SAR系统配置灵活,具有广阔的应用前景.但由于收发平台存在距离向的运动,瞬时斜距方程非常复杂,运动补偿也更困难.本文通过分析斜飞模式下的几何构形,阐述了斜飞模式下距离向运动补偿的基本原理,并设计了两种运动补偿方法——泰勒近似法和模型近似法.然后通过对距离向偏移补偿后的回波分析,完整的推导了基于时域距离走动的双基地SAR成像算法.仿真实验表明模型近似法运动补偿的效果要优于泰勒一阶近似法,与泰勒二阶近似法相当,并验证了本文方法对斜飞模式双基地SAR成像的有效性.

机载高波段SAR大斜视角大场景成像算法研究

该文基于合成孔径雷达(SAR)斜视成像模式,分析了机载成像处理中斜距展开和二维解耦合近似相位误差与波长、斜视角、分辨率和测绘带宽度等参数的关系,证明二阶近似可满足常规高波段SAR大斜视角成像要求,但改进RD算法的聚集深度问题限制了成像方位孔径,常规CS算法未考虑二次距离压缩(SRC)的空变性,其大场景成像效果均不佳,只有NCS算法考虑了SRC随距离的线性变化,大场景高波段SAR成像聚焦性能最优。对毫米波SAR点目标成像的计算机仿真结果证明了上述分析结果。

一种新的斜视波束指向SAR信号处理方法

针对斜视波束指向合成孔径雷达(BS-SAR)信号时,存在距离向与方位向的强耦合性及方位频谱的模糊问题,提出了一种基于方位重采样的信号频谱处理方法.线性距离走动校正后对信号频谱进行方位向重新采样,将其完全等效为正侧视合成孔径雷达信号的频谱.针对斜视BS-SAR,将方位重采样与谱分析技术相结合,得到无模糊及方位空变的二维频谱;再采用传统的正侧视BS-SAR算法,实现对场景的聚焦.仿真实验表明,文中方法可以有效应用于斜视BS-SAR的数据处理中.

机载并行双站大斜视SAR两步式成像算法

该文提出了机载并行双站大斜视SAR的两步式成像算法。针对双站大斜视回波信号的距离-方位强耦合,在距离频域-方位时域校正收、发载机大斜视引起的大距离走动,然后推导改进点目标频谱公式,并用Chirp Scaling方法校正残余距离徙动得到成像结果。针对成像结果中出现的点目标位置偏移的问题,推导了成像场景到地面场景的目标位置校正方法。最后,通过仿真验证了所提的两步式成像算法和目标位置校正方法的有效性。

一般构型机载双站SAR回波信号特性分析

一般构型机载双站合成孔径雷达(SAR)的成像结构与系统参数使其回波信号具有新的特性,文中从残余距离徙动、多普勒参数、回波频谱三个方面对信号特性进行分析。研究结果表明,残余距离走动与残余距离弯曲具有方位向非对称性,宽场景成像中需按照残余距离徙动与二阶相位误差对观测场景进行成像区分块;多普勒质心具有二维扩散性,多普勒调频率与多普勒带宽具有二维扩展性;在距离频域-方位时域校正距离走动可削弱因双站斜视带来的回波信号距离-方位向二维强耦合,推导了距离走动校正后的回波频谱公式。仿真验证了一般构型机载双站SAR的信号特性与距离走动校正方法的有效性。

一般构型机载双站大斜视SAR二维Chirp-Z变换成像算法

该文提出一般构型机载双站大斜视SAR的2维Chirp-Z变换(CZT)成像算法。针对双站大斜视回波信号的距离-方位向强耦合,在距离频域-方位时域校正载机大斜视引起的大距离走动,然后推导改进点目标的频谱公式。成像时,先用参考函数相乘完成回波一致聚焦,然后借助于载机轨迹解耦合公式将频谱相位分解为距离移变和方位移变的两个独立相位项,再运用CZT分别消除其空变性得到成像结果。仿真验证了该算法处理一般构型机载双站大斜视SAR回波数据的有效性。

太赫兹视频SAR多普勒中心估计方法

受外界因素影响,机载合成孔径雷达(SAR)的飞行航迹与理想状态相比往往存在偏差,同时平台导航系统精确度有限,故需要从回波数据中精确估计多普勒中心频率,从而进行距离走动校正。多普勒中心估计误差决定了距离走动的校正精确度,从而决定了合成孔径成像方位压缩效果,是影响SAR成像质量的关键。在机载太赫兹成像雷达系统中,对运动补偿精确度的要求达到了亚毫米级,从而对多普勒中心估计误差提出了更高的要求。传统的多普勒中心估计方法在正侧视或小斜视模式下具有良好的效果,但在具有一定斜视角的模式下往往偏差较大。为了在多模式下有效完成太赫兹视频SAR距离走动校正,本文基于实测数据结果,从传统的包络估计方法出发,探究了一种改进包络估计的多普勒中心估计方法。通过比较,本文所提出的改进包络估计方法在对太赫兹视频SAR正侧视模式回波数据的多普勒中心估计上与另外两种传统方法都具有很高精确度,但在本文所提方法扫描模式下对97%的图像都作出了较为精确的估计,精确度与鲁棒性明显高于另外两种传统方法。结果说明了本文所提出的多普勒中心估计方法具有更好的鲁棒性、更高的效率。这一工作有助于高频段SAR多模式下的成像研究。

基于RWC的机载SAR斜视成像仿真

通过建立机载合成孔径雷达的工作模型,介绍了SAR的基本成像原理,并针对机载SAR在斜视条件下,因距离走动量较大,对地面目标的成像受到严重影响的情况,详细分析了距离走动产生的原因。在傅里叶变换之前使用对距离走动进行校正的CS算法对经典的CS算法作出了改进,重点推导了改进后算法的实现过程,并通过Matlab仿真模拟地面目标物实现了CS算法在不同条件下的成像结果,证明使用改进后的算法在斜视角情况下成像质量有较大的改善。

一种适合于斜视TOPS SAR的改进PFA成像方法

针对斜视循序扫描地形观测(TOPS)合成孔径雷达(SAR)成像模式,对广义极坐标格式算法(PFA)进行改进,提出了一种先线性走动校正(LRWC)后PFA插值的成像方法。利用LRWC显著降低了距离向与方位向的耦合,简化了距离单元徙动校正过程。走动校正后方位向采样依然是均匀的,因此方位向插值可采用Chirp-Z变换快速实现。对于波束扫描及走动校正引起的多普勒调频率的方位空变问题,采用方位非线性变标(ANCS)的方法进行统一校正,大幅提高了方位向的聚焦深度,扩大了可良好聚焦的场景范围。仿真和实测数据处理结果验证了所提方法的有效性。