基于坐标变换的合成孔径雷达高精度成像算法

针对当前合成孔径雷达成像算法处理低频大斜视角数据存在的散焦和运算量大问题, 提出了一种新的高精度大斜视合成孔径雷达成像算法.算法首先把数据录取坐标系数据变换到零多普勒坐标系数据, 然后在零多普勒坐标系中采用距离时域非均匀傅里叶变换去除距离、方位的耦合, 进而得到聚焦良好的合成孔径雷达图像.算法运算量与距离多普勒算法在一个量级, 具有较高的成像效率.仿真结果表明算法在低频大斜视角下能很好地聚焦, 从而验证了算法的正确性.     

基于GPS的双基地SAR大斜视角成像算法研究

建立了基于GPS的顺轨SAR系统模型,通过将GPS信号等效为Chirp信号,研究了在该模式下的大斜视角Chirp Scaling算法.在正侧视或小斜视情况下,CS算法具有较好的聚焦性能和广泛的适用性,但在斜视角较大的情况下,该算法将散焦而不能成像,因而提出了用等效的单基地距离模型来代替双基地距离历史的方法,解决了大斜视角情况下距离模型二阶近似误差较大的问题,并结合单基地非线性CS算法,实现了在大斜视角情况下的基于GPS反射信号的双基地SAR高精度成像,最后通过Matlab仿真进行了验证.     

斜视聚束模式合成孔径雷达的频率Scaling成像算法

作为一种新的聚束模式合成孔径雷达(Spotlight SAR)成像算法,频率Scaling算法(FSA)在不进行插值操作的情况下,可以对距离单元徙动(RCM)实现精确校正.本文详细研究了频率Scaling算法在大斜视角情况下Spotlight SAR的成像算法.在原有算法的基础上提出了斜视模型下的频率Scaling算法.点目标仿真和对原始回波数据的成像结果都证实了该算法的可行性.     

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(Synthetic Aperture Radar)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.     

机载SAR大斜视角成像算法及其性能分析

文章研究了机载合成孔径雷达(SAR)在大斜视角下的成像算法,并分析了算法的成像性能。根据大斜视角SAR成像的空间几何模型和回波信号特点,提出了RD算法的改进方案。对改进的RD算法和ECS算法的仿真表明,其成像性能满足了大斜视角下机载SAR成像处理的要求。     

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。     

空间目标双基地ISAR越多普勒单元徙动校正算法

针对双基地逆合成孔径雷达(ISAR)的越多普勒单元徙动问题,以转台模型为研究对象,分别从回波信号模型和散射点相对收发双站速度变化2个角度分析了越多普勒单元徙动的产生机理,并提出了基于距离单元相位补偿的多普勒徙动校正算法.该算法首先由双基地雷达与目标的几何关系估计出其等效旋转速度,然后通过等分观测期间的目标回波获取2幅不同观测视角的ISAR图像,依据图像旋转相关最大准则估计出图像的等效旋转中心,实现一维距离像的定标,最后对每个距离单元进行相位补偿,完成越多普勒单元徙动的校正.仿真实验表明,算法能有效解决双基地ISAR越多普勒徙动问题,提高ISAR成像质量.     

基于级数反演的双基前视高机动平台SAR成像算法

双基前视高机动平台合成孔径雷达BFHM-SAR是一种新型合成孔径雷达成像模式,可实现高机动平台末端俯冲阶段全程二维高分辨成像。由于BFHM-SAR中收发平台沿曲线轨迹运动且均具有较大的速度和加速度,导致双基距离历程中存在双根号下高阶项的问题。此外,该构型相较于单/双基直线轨迹SAR,存在更为严重的距离徙动问题。针对上述缺陷,文中首先在时域对距离走动量进行校正以减少二维耦合量,然后在斜距精确高阶近似的基础上结合级数反演思想推导出信号的二维频谱,在距离频域-方位多普勒域进行剩余的距离走动和距离弯曲的校正,最后完成二维脉冲压缩,在实现高分辨成像。文中对该构型下特殊的方位向聚焦深度的问题也进行了具体分析,仿真实验结果验证了成像算法的正确性和可行性。     

一种串行双基SAR的SIFT成像算法(英文)

针对串行双基地合成孔径雷达(SAR)中的距离徙动的空变问题,该文提出了一种变标逆傅里叶变换成像算法,通过两次相位相乘和一次卷积操作实现距离徙动的精确校正。该算法基于一种由几何关系公式方法推导出的严格解析双基点目标频谱,可以完成长基线距离比条件下的串行双基 SAR 的数据处理。仿真实验和对比实验验证了该算法的有效性和优越性。此外,不同于其他的变标算法,该变标逆傅里叶变换(SIFT)成像算法不依赖于信号的线性调频特性,同样适用于相位编码信号,有更广的适用范围。     

基于Radon变换的SAR成像多普勒模糊估计

文中主要分析合成孔径雷达(SAR)成像的多普勒模糊及其估计.首先推导了SAR斜视角和距离-多普勒(RD)域线性距离徙动斜率间的关系,通过在RD域而不是在距离-脉冲时域(RA域)来估计回波轨迹.讨论了基于Radon变换的RD域估计多普勒模糊数的方法.仿真实验和星载RADARSAT实测数据验证了估计算法的正确性与合理性.     

时域校正距离走动的CS成像算法

在许多应用场合,特别足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.     

一种改进的机载前斜视SAR二次距离压缩成像算法

该文基于斜视距离模型,直接推导了适用于大斜视合成孔径雷达(SAR)成像的二次距离压缩(SRC)算法,在此基础上提出了一种改进的机载前斜视SAR的SRC成像算法。通过补偿距离频率的三次相位项,有效改善了大斜视SAR成像距离压缩旁瓣非对称畸变的问题,通过补偿波束前视引入的平动相位项,解决了图像位置在方位向发生偏移的问题。给出了实现步骤和算法流程,对比了不同斜视角情况下算法改进前后的成像效果。仿真表明,该算法能有效改善大斜视SAR的成像质量,适合于大斜视机载SAR成像。     

基于调频连续波的双基逆合成孔径雷达研究

在双基地雷达模型的基础上,研究了应用调频连续波(FMCW)雷达进行双基逆合成孔径雷达(ISAR)成像的具体问题。首先对双基体制下FMCW雷达的回波信号进行详细分析,从回波信号相位中提取出采用FMCW信号所特有的距离快时间和方位慢时间耦合项,分析该耦合项在距离多普勒域的形式及其对目标一维距离像的影响,并采用相应的补偿算法进行补偿。仿真结果表明:所述补偿算法能有效改善采用FMCW信号导致的散焦现象,获得聚焦良好的目标成像图。     

双基合成孔径雷达二维频谱微增量算法研究

针对双基合成孔径雷达二维频谱难以精确获取的问题,提出基于斜距历程泰勒级数展开的双基二维频谱微增量算法.该算法在获取斜距历程低阶泰勒展开驻相点的基础上,通过求解此驻相点与斜距历程高阶泰勒展开驻相点之间的微增量来获取高阶展开驻相点的近似解,并以此为基础得到二维频谱.数学推导表明:级数反演(MSR)算法是微增量算法的一种低阶近似.微增量算法避免了求解高阶驻相点方程,运算量小.在仿真实验中,通过对比分析微增量算法与精确传递函数(ETF)算法、MSR算法得到的驻相点和二维参考频谱的聚焦效果,验证了微增量算法的有效性.     

双基地ISAR高分辨距离像联合稀疏反演方法北大核心CSCD

双基地雷达是分布式雷达系统的基本构成单元,文中推导了双基地逆合成孔径雷达构型下的回波信号模型,从理论上证明了目标的高分辨距离像具有联合稀疏特性。为了解决双基地夹角使距离分辨率恶化的问题,文中提出一种基于双曲正切混合范数的联合稀疏反演算法,通过合理的参数设置可促进高分辨距离像的联合稀疏,能较好地消除双基地夹角对距离分辨率的影响,在较低信噪比的条件下获得比传统稀疏反演算法更好的反演性能。仿真结果验证了文中方法的有效性。     

基于时域去走动的任意构型双站SAR成像算法

针对任意构型双站SAR大距离徙动的特点,提出了一种将时域去走动和CS算法相结合的成像算法。在分析机载双站合成孔径雷达(SAR)斜距模型的基础上,首先在时域校正距离走动,然后在频域校正距离弯曲,借助CS算法的思想完成目标成像。仿真实验验证了该算法的有效性。     

基于线性调频变标原理的SPECAN成像算法

在擦地角较大的前斜合成孔径雷达(SAR)模式下,距离走动会随斜距明显变化。传统SPECAN成像算法只以中心斜距为参考进行了走动校正,使得测绘带距离边缘仍会有残余的距离走动,最终导致目标的散焦。为了解决该问题,提出了一种基于线性调频变标原理的SPECAN成像算法。该算法首先在二维时域乘以Chirp Scaling因子,去掉了距离走动的距离空变性,然后使用传统SPECAN成像算法完成图像的二维聚焦。仿真结果验证了所提算法的正确性和有效性。     

弹载调频连续波合成孔径雷达大斜视成像方法研究

弹载调频连续波合成孔径雷达(Frequency Modulated Continuous Wave Synthetic Aperture Radar,FMCW SAR)在大斜视工作模式下,导弹的连续运动会在距离向产生多普勒频移,导致距离向频谱偏移及方位像散焦,高速运动及大斜视角还会引入一个二次相位误差,影响距离像的聚焦.通过推导分析弹载FMCW SAR大斜视回波信号的波数域表达式,提出一种弹载FMCW SAR大斜视成像方法,在二维波数域完成了多普勒频移校正、二次相位误差补偿和距离徙动校正,很好地改善了成像质量.仿真实验验证了理论分析结果及所提成像方法的有效性.     

俯冲段大斜视SAR子孔径成像二维空变校正方法

俯冲合成孔径雷达(SAR)常采用大斜视子孔径成像来满足平台机动性和处理实时性;而大斜视模式下距离方位的严重耦合、斜视角沿距离向的空变及3维速度和加速度的存在会导致距离包络和方位相位的2维空变,严重影响成像质量。针对这些问题,该文提出一种新的两级频域滤波算法,在预处理后,首先引入第1级频域滤波因子以校正距离包络沿方位位置的空变以实现距离徙动统一校正,然后采用第2级频域滤波校正方位多普勒参数的空变实现方位相位统一聚焦。仿真实验验证了该算法的有效性。     

一种变PRF双基SAR快速极坐标格式算法

极坐标格式算法(PFA)是双基聚束模式合成孔径雷达(SAR)成像中一种经典的成像算法,在聚束SAR系统中有着重要的意义。从信号二维解耦合的角度出发,进一步分析极坐标格式算法中距离向插值和方位向插值对目标距离徙动(RCM)的校正过程,给出了对双基SAR极坐标格式算法的一种新解释,并提出一种基于变脉冲重复频率(PRF)的双基SAR快速极坐标格式算法。该方法可以提高双基SAR极坐标格式算法的计算效率,扩大其应用范围。点目标仿真验证了该方法的有效性。