步进频、脉冲和连续波SAR的对比研究

连续波和步进频SAR涌现了多种新的应用,研究与常规脉冲SAR的差异有助于掌握各自的优势与不足,为雷达成像的信号选择提供参考和依据。从三种SAR的发射信号出发,对回波信号进行了建模,根据三种信号脉内和脉间距离走动的不同,推导了距离向成像处理算法,并进行了分析和仿真。在此基础上,对比了三种SAR的距离、方位分辨率等成像性能和影响因素,从发射功率、作用距离、处理的数据量、结构特点和存在的问题上,说明了三种SAR的优缺点、适合的应用平台和领域。     

通道不一致性对SAR成像质量的影响

论述了通道不一致性引起的幅相误差模型,运用成对回波理论分析了幅度和相位误差及其单因素和多因素共同作用对合成孔径雷达(SAR)成像的影响;理论分析表明雷达通道误差对SAR成像有较大影响,仿真实验结果也证实了理论分析的正确性.在SAR系统设计与工程研制中,应根据成像精度的要求严格控制雷达各子系统所引起的幅相误差,提高系统成像质量.     

一种机载SAR层析三维成像算法

针对机载平台难以同时满足多基线SAR层析3维成像所要求的短基线及大孔径问题,本文提出一种基于稀疏信号表示的机载SAR层析3维成像算法。首先基于高频率SAR目标的多散射中心假设,将目标在第3维成像方向上建模为稀疏分布模型,进而根据观测系统几何及信号频率特征构建了冗余字典,从而实现了成像问题到稀疏信号表示问题的转化,并最终通过求解以稀疏性度量函数为正则项的不适定方程获得成像结果。通过仿真实例的成像结果阐述了算法参数对成像的影响,并通过对SAR层析3维成像的仿真结果证明了算法的有效性。     

单周波和双周波信号用于冲激SAR成像的性能分析

该文分析了冲激SAR成像的特点,在发射和接收均为超宽带信号、大方位积累角的情况下,推导出了冲激信号SAR方位分辩率的解析表达式,并在此基础上对单周波和双周波信号用于冲激SAR成像的方位分辨率、距离分辨率进行了对比和分析,得到一些有用的结论。最后,通过仿真实验验证了这些结论的正确性。     

星载高分辨频率步进SAR成像技术

星载合成孔径雷达(SAR)是一种2维高分辨率微波成像雷达。它通过发射大带宽信号实现距离向高分辨,通过合成孔径技术实现方位向高分辨。随着人们对分辨率需求的不断提升,星载SAR正朝着分米级分辨率发展。一方面,受限于现有器件水平,可以通过频率步进技术实现大带宽信号发射,需要研究高精度子带拼接技术、子带间幅相误差对成像的影响与补偿技术;另一方面,受限于有限的波束宽度,可以使系统工作在聚束模式或滑聚模式实现长合成孔径,此时需研究轨道弯曲、“Stop-go”假设误差、电离层与对流层传输误差等非理想因素对成像的影响与补偿技术。因此,该文详细介绍了频率步进信号时序设计与子带拼接,研究星载高分辨率频率步进SAR成像算法与非理想因素补偿方法,最后给出成像算法的仿真验证和性能分析。      

基于编码项补偿的OFDM信号SAR成像

该文探讨了正交频分复用(OFDM)波形在SAR中可能的应用,重点讨论了基于该信号体制的SAR成像。OFDM波形改变了传统线性调频信号平坦的频谱,给高分辨成像带来了新的问题。该文深入分析了OFDM波形的信号特点,推导了其2维频谱,提出了一种适合OFDM SAR精确成像的方法。该成像算法利用对编码项的补偿,实现了OFDM波形下的距离迁徙校正,有效降低了编码信号对旁瓣的影响,充分提高了OFDM波形的成像性能。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

冲激信号SAR成像的方位分辨率分析

本文在分析冲激信号SAR成像特点的基础上,在发射和接收均为"超宽带信号"、"大方位积累角"的情况下,推导出了冲激信号SAR方位分辨率的解析表达式,并通过仿真实验验证了其正确性.     

采用WiMAX信号的无源SAR成像方法

无源雷达自身不发射信号,依靠外部照射源实现对目标的探测或成像。现代通信的发展为无源雷达提供了更多的可用外部照射源,如全球移动通信信号、卫星导航信号、无线网络信号(WiFi)等。WiMAX是一项新兴的基于IEEE 802.16标准的宽带无线城域网技术,其作为无源雷达照射源,相比已有照射源具有距离分辨率高和探测距离远的优点。文中给出了一种利用WiMAX信号进行无源SAR成像的方法,推导出获得一维距离像的匹配滤波器,并实现了二维WiMAX-SAR成像。仿真结果验证了采用WiMAX信号进行SAR成像的可行性。     

基于零相关区序列集的空时自适应处理地面运动目标检测算法

在多发单收的合成孔径雷达-地面运动目标检测(SAR鄄GMTI)雷达系统中,虽然多颗卫星之间不需要数据传送就能在接收卫星上实现地面运动目标检测,但存在由于空间发射互相正交的一组波形而导致SAR 成像相干积累的积分旁瓣过高的问题,从而影响对后续的图像域杂波相消性能。因此,文中提出了将空时自适应处理算法用于发射零相关区序列集(ZCZcodes)信号的星载多入单出系统,这样不用考虑积分旁瓣对SAR 成像质量和图像域杂波相消性能带来的影响,且计算量较SAR鄄GMTI 算法小,同样不需要数据传送也在接收卫星上实现了地面运动目标检测。仿真结果和性能分析验证了该方法的有效性。     

合成孔径雷达有源噪声干扰仿真及效果评估

合成孔径雷达（SAR）是一种高分辨率成像雷达。它通过发射线性调频（LFM）脉冲压缩信号实现距离上的高分辨率,利用脉冲之间的多普勒信息获得方位上的高分辨率。对合成孔径雷达进行有效的电子干扰已经成为干扰技术研究的一个重要领域。文中分析了SAR成像原理和特点,介绍了几种SAR有源噪声干扰的方法,并对分布式目标的干扰效果进行了计算机仿真。最后采用两种评估方法对仿真结果进行了评估和对比分析。文中的分析和评估对于SAR对抗的工程实现有一定的参考意义。     

LFMCW SAR非线性校正成像方法研究

线性调频连续波合成孔径雷达（LFMCW SAR）是一种新近提出来的成像雷达体制,它结合调频连续波与合成孔径成像技术,具有体积小、重量轻、成本低、分辨率高等一系列优点。然而,由于受系统的影响,调频信号的频率和时间并不完全满足线性关系。在详细分析了LFMCW的调频非线性对距离分辨率及FMCW SAR成像质量的影响之后,提出使用分段线性拟合的方法估计调频信号的非线性,并提出了非线性的校正方法,研究了存在非线性时的FMCW SAR成像算法,并给出了仿真结果,验证了该方法的有效性。     

基于SVD-SRNet的SAR三维成像方法

合成孔径雷达（SAR）三维成像是传统二维SAR成像在雷达精细信息获取与感知领域的重要发展,可分辨重叠于二维SAR图像同一像素中的多个目标。稀疏信号处理是进行SAR三维成像的有效方法,但由于稀疏信号处理的非线性特征,常需迭代运算,效率较低。研究人员已提出利用深度学习技术实现快速解算非线性信号处理问题的思路,在三维成像领域已有初步应用。然而,由于SAR三维实测数据稀缺,三维成像网络的训练只能依赖于仿真数据进行,并且仿真数据与实测数据存在差异大的问题,导致基于深度学习方法的SAR三维成像精度受限。为此,本文提出了一种基于奇异值分解的信号空间归一化超分辨网络（SVD Signal-Space Normalization Super-Resolution Net,SVD-SRNet）,能够解决由于仿真数据与实测数据存在差异大导致的三维成像网络化方法鲁棒性低的问题,与传统方法相比所提方法具有更优异的成像精度。计算机仿真试验和无人机SAR实测数据试验证明了本文所提方法的有效性。      

SAR欺骗干扰信号仿真

根据SAR位置参数、运动参数、雷达波形及SAR与保护目标和干扰站的几何关系，给出SAR欺骗干扰信号形式，通过点、多点保护目标的仿真确定了工程上可行的产生欺骗干扰信号方法及步骤，并对产生了保护点目标及多点目标的干扰信号，进行了成像算法验证，证明产生的欺骗干扰信号是正确的。文中的欺骗干扰信号产生方法并不限定干扰站、保护区处于SAR的波束主瓣内，对SAR欺骗干扰信号产生的实现有较普遍意义。     

分布式卫星SAR的慢速目标检测与成像

基于分布式卫星SAR的正侧视工作模式,该文建立了分布式卫星SAR的回波模型,提出了通过杂波抑制进行慢速目标检测和成像的算法。理论分析和仿真结果表明;该方法能有效地抑制杂波,提高运动目标的动态检测范围。     

时空变背景电离层对 GEO TomoSAR 成像影响分析

地球同步轨道合成孔径雷达层析成像（GEO TomoSAR）是一种将地球同步轨道 SAR（GEO SAR）与三维层析成像相结合的技术,它能够克服低轨 SAR 层析成像中重访时间长、时间去相干严重等缺点,实现对地面场景及时、精确地三维重建。但是由于 GEO SAR 轨道高,信号能够穿过整个电离层,使得 GEO SAR 信号时延长,引入严重的相位误差,进而影响 GEO TomoSAR 三维成像的精度。本文主要从背景电离层对雷达信号传播的影响机理出发,建立了时空变背景电离层影响下的 GEO TomoSAR 信号模型,进而分析了对三维成像的影响。经过分析,时空变背景电离层对 GEO TomoSAR系统的影响主要包括成像目标的相对位置偏移以及高度向成像散焦。最后,通过计算机仿真验证了理论分析的正确性。      

220 GHz太赫兹合成孔径雷达

针对复杂战场环境实时侦察的需求,介绍了一种220 GHz太赫兹合成孔径雷达(SAR),重点研究了雷达系统设计、宽带信号补偿和SAR成像实验。雷达信号采用线性调频连续波模式,中心频率为216 GHz,带宽为4.8 GHz,采用去斜处理体制,完成了宽带一维距离像实验和SAR成像实验。实验结果表明雷达成像分辨力达到了3 cm。     

调频连续波SAR距离—多普勒成像算法研究

调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)是一种新体制成像雷达,具有体积小、重量轻、分辨率高、功耗低和低截获等一系列优点。通过理论推导,详细介绍了FMCW SAR在不同成像条件下的去调频信号模型,并在此模型的基础上推导分析了距离—多普勒(Range-Doppler,RD)成像算法的流程,给出了精确成像所需的方位向匹配滤波器。通过仿真对算法的正确性和可行性进行了验证。     

LabVIEW与Matlab在雷达信号仿真中的应用

随着计算机仿真技术日趋成熟,雷达的模拟技术也有了长足的发展。结合LabVIEW优越的界面设计能力和Matlab软件强大的数值分析功能,将LabVIEW和MATLAB混合编程技术应用于雷达系统仿真,该方法既能提供良好的计算机用户操作界面,又具有很强的雷达信号处理能力。仿真结果表明这种混合编程比较适合用于以Matlab仿真为核心的雷达系统仿真平台的开发     

弹载合成孔径雷达动态海面成像模拟研究

海面成像模拟是对海作战导弹弹载合成孔径雷达(SAR)成像制导全过程动态仿真的重要组成部分,对于系统的性能分析和优化设计具有重要意义。研究了弹载情况下SAR对海成像模拟问题,提出了基于三维海面波动模型及弹载SAR工作过程的成像模拟方案。出于逼真性及运算速度的考虑,仿真时动态海面选用基于海浪谱的双尺度模型,海面散射模型选用双尺度散射模型。结合一组典型弹载SAR系统参数,分别在正侧视和斜视模式下对三种典型海况的动态海面进行了成像模拟,并利用实际海面SAR图像的统计特性验证了模拟结果的有效性。     

基于波束优化赋形方法的斜视星载SAR模糊抑制研究

距离模糊和方位模糊会严重影响星载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）的成像质量。现有的利用天线波束赋形来抑制模糊的方法在雷达正侧视成像时取得了优异的效果,但并不适用于雷达斜视的情况。针对这一问题,提出了一种基于平面阵列天线波束赋形的星载SAR二维模糊（距离和方位模糊）抑制方法。使用距离-方位模糊综合的模糊比（Ambiguity to Signal Ratio,ASR）指标来替代距离模糊比及方位模糊比,结合对不同斜视情形下天线波束变化的分析,充分考虑包含镜像模糊区在内的所有模糊区,建立了模糊比-天线权重优化模型。以模糊能量为目标函数、天线方向图掩模作为约束确立二次锥（Quadratic Cone Programming,QCP）优化问题,求解得到阵元幅度相位分布。仿真结果表明,所提方法可以通过调节模糊区对应的旁瓣幅值,灵活地抑制SAR斜视成像的距离和方位模糊,进而提高星载SAR的成像质量。