一种用于非合作式星机双基地SAR中的波束同步技术

已有文献中提出的基于收发波束指向控制的波束同步方法,在非合作式的星机双基地SAR中不适用。根据星机双基地SAR远发近收的特点,提出了一种宽波束接收工作模式用于提高场景长度。针对卫星过顶时间的估计误差和飞机导航系统的误差,提出了一种基于对直达波信号进行处理的补偿方案。仿真结果表明,该文提出的方法能在方位分辨率略好于单星SAR的前提下,使场景长度达到1 km以上。     

星机双基地SAR的时间同步误差分析

 在星载双基地SAR、机载双基地SAR已有成果的基础上,分析了星机双基地SAR中时间同步误差的影响.利用已有文献提出的一种时间同步误差模型,针对星机双基地SAR中误差的影响进行了定量分析,并进行了仿真验证.结果表明:按目前振荡源的实际频率准确度和稳定度,脉冲重复频率抖动的影响可忽略,线性时间同步误差是影响成像指标的主要误差源.最后,推导了实施同步方案后系统允许的"剩余同步误差"的量化指标要求.     

GEO星机双/多基地SAR系统同步探讨

分布式合成孔径雷达（SAR）系统已成为SAR领域新的研究方向和研究热点,在地球静止轨道（GEO）上构建发射站,在空中飞机上配置SAR接收机的星机双基地SAR,是一种新体制的SAR系统。该文对基于地球静止轨道（GEO）的卫星作为发射站平台,飞机作为接收站的星机双基地SAR系统进行了介绍,给出了系统的组成方式,并就星机各自的轨道进行了简述,文章重点对GEO星机双基地SAR系统的同步问题进行了分析,提出了初步的构想,并给出了部分仿真结果。     

一种实用化的星机双基地SAR空间同步方法

由于卫星和飞机在飞行速度上的较大差异,收发平台波束指向的空间同步是星机双基地SAR的一大技术难点。该文在已有文献所提出方法的基础上,考虑了卫星运行在椭圆轨道、地球是一个椭球体、飞机与卫星的飞行方向可能不平行等实际情况,建立了控制收发天线指向的数学模型并推导了相关公式。仿真结果验证了所提出方法的可行性,结果表明:该方法能在保持较高分辨率的前提下获得实用的场景大小。     

星机双基地SAR的两种波束同步方法

 收发平台的波束同步是关系到星机双基地SAR能否具有实用价值的核心技术.已有学者提出一种基于收发波束指向控制的同步方法,但原方法中所做的一些假设影响了其实用性.本文给出了两种方法.第一种方法去掉了原方法中所做的几条假设.给出了改进后的数学模型.第二种方法充分利用系统"远发近收"的特点,采用宽波束照射,能在方位分辨率相等的前提下获得比第一种方法更长的场景长度.分析了两种方法的优缺点及各自适用场合.     

任意构型双基地SAR二维频谱精度定量评估研究

双基地SAR频域成像算法,是目前SAR成像领域的研究热点。由于双基地SAR的距离历史具有双根号形式,利用驻定相位原理无法得到解析的二维频谱表达式,这给双基地SAR频域成像算法的研究带来了一定困难。本文通过引入点目标冲激响应,利用主瓣宽度、峰值旁瓣比和积分旁瓣比三个指标对扩展LBF、级数反演、二维驻定相位原理得到的点目标冲激响应进行了量化评估。同时,以星机双基地SAR成像为例,仿真不同频谱模型的二维聚焦效果,进一步验证了不同频谱模型的精度。      

机载双基地SAR CS算法

本文通过对机载双基地SAR几何模型的分析,在双距离变量域建立了回波信号模型,解决了该模型向单距离变量域转换的问题,提出了适合特殊飞行模式的机载双基地SAR CS算法.本文还进行了算法误差分析,仿真试验结果证实了算法的有效性.     

一种基于RD成像逆处理的双基地SAR回波模拟算法

与传统单基地SAR相比,双基地SAR具有获取信息丰富、抗电子干扰、抗摧毁、抗截获等优点,因而其应用场景更加广阔。然而,由于双基地SAR系统面临空时频同步等技术难题,获取实际的双基地SAR回波数据非常困难。因此,本文提出一种基于RD成像逆处理的双基地SAR回波模拟算法。该算法基于二维驻定相位原理和RD成像处理的逆过程,实现了双基地SAR回波数据的快速模拟。这种算法的运算速度与距离时域叠加算法和一维FFT算法相比有显著提高,且可以适用于移变模式。点目标和自然场景的仿真结果验证了算法的有效性。仿真速度的测试结果验证了算法的高效性。      

非匀速平飞模式下双基地SAR成像分析

该文研究了收发平台非匀速平飞模式下的双基地SAR成像问题。首先构建收发非匀速平飞模式的几何场景,并通过对回波瞬时收发距离的分析得到了双基地SAR回波的近似模型。收发平台速度变化使得波束不同步,导致SAR数据在方位向非均匀采样,该文首先分析了将非匀速平飞双基地模型等效成单基地变速运动模型的方法,然后采用非均匀傅里叶变换处理变速运动引起的非均匀采样的问题。多组不同条件下的仿真实验表明双基地SAR图像质量较好,验证了该文方法的有效性。     

分布式星载SAR系统时间同步和波束同步误差分析

三大同步是分布式星载SAR系统需要解决的关键问题之一。该文系统分析了时间同步和波束同步误差对分布式星载SAR系统的影响,时间同步部分首先推导了时间同步误差对成像的影响,其次基于时间同步误差模型和脉冲对传相位同步模型,分析时间同步和相位同步导致的相位误差之间的关系,波束同步部分基于星载双基SAR系统的不同姿态导引方式,分析波束指向误差和卫星姿态误差对合成天线方向图的影响,以及对多普勒去相干的影响,最后分析波束同步误差对距离向重叠幅宽的影响。仿真结果验证了本文理论分析的正确性,分析结果可以为分布式星载SAR的系统设计提供重要指导。      

基于地球同步轨道合成孔径雷达的双基地探测系统: 概念及潜力

低空小目标容易被地物杂波和噪声淹没,影响雷达的探测性能,对国土防空具有较大威胁。星载双基地雷达因其覆盖范围广、相参积累时间长、不受地形遮挡影响等优点,在低空小目标探测方面具有独特优势。本文提出了一种基于地球同步轨道合成孔径雷达（GEO SAR）的双基地雷达探测系统;在GEO SAR卫星照射、地面（或飞艇）接收的系统配置下,研究了接收机作用距离与双基地角和接收天线面积的关系;并就长时间相参积累、多路径干扰抑制、时间同步与相位同步以及波束扫描与波束管理等关键技术进行了讨论,给出了初步的解决方案。      

多发多收SAR系统幅相误差定标方法

方位多通道SAR（Synthetic Aperture Radar）系统采用数字波束形成技术(Digital Beam-Forming, DBF),能够克服最小天线面积的限制,有效地解决了高分辨率与大测绘带之间的矛盾,实现了高分辨率宽测绘带对地观测,多发多收模式是方位多通道SAR未来的发展方向。对于方位多通道SAR系统,通道间的幅相误差对系统成像性能有很大影响,必须对其进行标定。利用子空间投影算法,提出了一种基于地面发射机和接收机的定标方法。其利用地面布设的发射机和接收机,分别估计出接收通道间的幅相误差和发射通道间的幅相误差,实现收发通道相位误差分离,从而估计出多发多收模式下各回波包含的幅相误差值。基于发射机和接收机估计方法的精度均得到了仿真验证。最后通过点目标仿真实验,对提出方法的有效性进行了仿真验证。实验表明,该方法通过布设地面发射机和接收机即可对多发多收模式下通道间的幅相误差进行标定,实现成像的校正。     

双基地合成孔径雷达弹射式干扰研究

该文针对双基地SAR不同于常规SAR的工作方式,对双基地SAR弹射式干扰进行了研究,表明弹射式干扰可以有效地应用于双基地SAR的对抗。文中给出了双基地SAR弹射式干扰的信号模型,分析了固定转发时延弹射式干扰的原理和干扰效果,并研究了不散焦保护区与雷达参数的关系。计算机仿真验证了理论分析的正确性。     

双站SAR时频同步技术

基于星载SAR照射源的双站SAR系统,由于收、发系统分置,时间同步和频率同步误差会对成像结果造成影响,甚至不能成像,因此,时频同步问题是这类系统需要解决的关键问题之一。本文首先以基于星载辐射源、接收机固定在地面的双站SAR系统为例,详细分析了时频同步误差的模型,随后提出了一种利用直达波信号脉压峰值位置和相位信息提取时频同步误差,实现系统时频同步的方法,并对该方法的估计精度进行了分析。最后,通过仿真,对时频同步方法及其性能进行了验证。根据仿真结果分析,该方法取得了较好的性能,可以有效的应用于上述双站SAR系统。      

滑动聚束SAR波束控制研究与设计

本文在分析聚柬SAR模式波束控制方式的基础上,指出滑动聚柬SAR控制波束始终指向远离成像区域的某个虚拟的焦点,其波束控常l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分辨率滑动聚柬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。     

机载双站SAR波束指向误差研究

本文基于双站SAR的运动几何结构，建立了机载双站SAR波束指向误差模型，研究了指向误差所引起的回波能量分布的变化，及其带来的多普勒中心频率估计偏差，以及波束指向同步要求的限制条件，分析了它们对成像结果的影响，最后，仿真结果验证了上述分析的有效性．     

GEO SAR天线波束指向定标中的误差分析

GEO SAR因其超宽测绘带和超长的合成孔径时间,导致低轨SAR波束指向定标方法不再适用,进而采取基于多脉冲分时比幅的波束指向定标方法。本文针对该指向定标方法,结合GEO SAR星地几何关系,对卫星姿态变化、三维系统性误差以及波束指向定标方法中接收机信噪比和通道增益稳定性引入的指向误差进行了详细的推导和仿真分析。仿真结果表明,0.003°的姿态测量误差会引入0.003°的距离向指向误差和0.0033°的方位向指向误差;三维系统性误差是导致天线波束指向变化的主要误差源;当SNR≥35 dB、通道增益稳定性优于1 dB时,GEO SAR波束指向定标方法引入的指向误差小于0.001°。     

应用多收发孔径实现高分辨率宽测绘带的合成孔径雷达研究

测绘带宽和分辨率是合成孔径雷达(SAR)系统的两个关键指标,但SAR的脉冲工作方式限制了分辨率和测绘带宽的同时提高。为了解决这一问题,该文采用多个发射机和接收机进一步展宽测绘带和提高分辨率,同时增加了平均发射功率,提高了信噪比。文中介绍该技术的实现方法,并通过实际参数仿真与常规SAR和采用单发射机的多波束SAR进行了对比,证明了进一步展开测绘带的可行性。     

非移变模式机载双基地SAR成像算法及实验结果

该文通过对机载双基地SAR非移变几何模型的分析,建立了双距离变量域的回波信号模型,由于回波数据是在距离和域,该文推导了距离和变量与双距离变量的转换关系,解决了该模型向距离和变量域转换的问题;提出了适用于非移变模式的变多普勒参数的双基地RD算法,并对该算法中引入变多普勒斜率所存在的误差进行了仿真分析。最后通过双基SAR仿真及实测数据处理,证实了算法的有效性,并与常规RD算法进行了比较,显示了该方法的优越性。     

分布式卫星SAR的波束形成和多视处理成像

针对分布式卫星SAR的正侧视工作模式,该文建立了雷达信号的回波模型,提出了分布式卫星SAR中单个星载SAR的成像算法和利用波束形成和多视处理合成分布式卫星SAR图像的算法。理论分析和仿真结果表明:该算法能在不改变图像分辨力的情况下提高图像的信噪比和抑制相干斑,改善图像质量。