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。     

调频连续波SAR方位多波束成像

调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)结合了调频连续波和合成孔径雷达的双重优点,不但体积小、造价低廉,而且还可以高分辨率成像.在无人机和临近空间飞行器的应用方面前景广阔.对于常规SAR,方位分辨率和宽测绘带的矛盾限制了其更广泛的应用,且FMCW载波泄露问题影响其探测距离从而影响测绘带.为此,以距离多普勒成像算法为基础,探索使用多相位中心方位多波束技术实现FMCW SAR的高分辨率宽测绘带成像,最后通过仿真验证了方位多波束成像方法的有效性.     

多普勒效应对FMCW-SAR系统成像性能的影响分析

该文结合机载连续波合成孔径雷达（FMCW-SAR）系统的成像原理,讨论了FMCW-SAR成像系统与脉冲SAR成像系统的不同,分析了载机运动所带来的多普勒效应对FMCW—SAR成像系统性能的影响,指出多普勒效应会带来距离向与方位向信号的二次耦合,进而会影响图像在距离向和方位向的聚焦。然后,根据FMCW-SAR的回波特性给出了一种在回波信号方位向多普勒域对误差进行补偿的方法,并结合RD算法给出了整个成像系统的流程。最后给出了补偿前后算法仿真和验证的结果,可以看出对多普勒效应进行补偿之后能够消除距离向与方位向信号二次耦合带来的误差,提高成像质量。     

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。     

LFMCWSAR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.     

对调频连续波合成孔径雷达的对抗措施

调频连续波（FMCW）合成孔径雷达（SAR）因其体积小、重量轻、成本低及分辨率高等特点越来越受到关注。详细分析了FMCW SAR构成原理和距离维成像过程,提出了对抗FMCW SAR的措施。     

FMICW用于单基机载SAR的成像研究

针对调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)用于单基机载平台时无法实现发射和接收隔离的难题,提出了基于中断连续波(FMICW)的单基机载SAR成像研究。基于FMICW的信号特点,详细讨论了FMICW用于SAR成像时门控脉冲宽度、门控脉冲重复频率、门控脉冲周期数、扫频频率等参数的制约关系,给出了FMICW SAR的系统结构,并有针对性地分析了信号处理模块。最后结合距离多普勒(RD)算法对FMICW SAR进行成像仿真试验,对模型进行了验证。结果表明机载FMICW SAR不但可以有效解决收发隔离,并且可以实现对目标的精确成像。     

FMCW SAR相位梯度自聚焦算法研究

调频连续波合成孔径雷达(FMCW 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.在SAR成像中,相位误差是成像质量下降的主要原因.针对FMCW SAR的特点,分析了二阶相位误差对成像质量的影响,然后以二阶相位误差为例建立了存在相位误差的FMCW SAR信号模型,研究了适合于FMCW SAR的相位梯度自聚焦算法,仿真结果表明该算法能够校正相位误差的影响,提高了成像精度.     

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.     

FMCW SAR的转发式欺骗干扰

合成孔径雷达（SAR）是一种高分辨率侦察成像雷达,在军事上有着非常广泛的应用。调频连续波合成孔径雷达（FMCW SAR）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。首先论述了FMCW SAR干扰的必要性和技术可行性,然后针对应答式欺骗干扰进行分析,最后对FMCW SAR的转发式欺骗干扰进行了计算机仿真。     

Waveform-Diversity-Based Millimeter-Wave UAV SAR Remote Sensing

To integrate a synthetic aperture radar (SAR) into an operational unmanned airborne vehicle (UAV), it should be as small as possible to meet stringent limitations of size, weight, and power consumption. It appears that the novel combination of millimeter-wave frequency-modulated continuous-wave (FMCW) technology and SAR techniques can provide an optimal solution. However, some efficient techniques should be applied to resolve range/Doppler ambiguities in FMCW UAV SAR systems. As such, a technique of waveform-diversity-based millimeter-wave UAV SAR imaging is presented in this paper. Along with the described system concept and signal model, the performance of the diversified waveforms evaluated by their cross correlations is detailed. As the conventional stop-and-go approximation is not valid for FMCW SAR, a modified wavenumber-domain algorithm with a consideration of continuous antenna motion during transmission and reception is derived. This imaging algorithm is validated with computer simulations. Furthermore, one parallel direct-digital-synthesizer-driven phase-locked-loop synthesizer with adaptive nonlinearity compensation, which has been validated by the experimental results, is proposed to obtain a millimeter-wave FMCW signal with fine frequency linearity.      

基于FMCW的大斜视SAR成像研究

针对调频连续波SAR与脉冲式SAR工作体制的不同,从而带来不同的回波信号形式,该文对基于调频连续波的大斜视SAR回波信号进行建模,分析信号的特征,揭示平台的连续运动在距离向产生一个多普勒频移的特性,从而导致目标的径向移动。同时,针对调频连续波SAR大斜视Dechirp数据,提出了时域走动校正、频域多普勒频移校正、距离弯曲校正的改进R-D算法,仿真数据处理结果验证了该文分析的正确性和所提算法的有效性。另外,对于平台连续运动引入的多普勒频移,该文也分析了其对成像造成的影响。     

FMCW信号的频率非线性校正分析

将FMCW技术应用于SAR系统中可得到质量轻、花费低、耗能低的高分辨率传感器。当发射信号受非线性影响时,这就限制了这种应用。混频后的差频信号不能重建目标距离信息。因为非线性通过不同频率扩散了目标能量,恶化了SNR和距离分辨率,尤其是当系统用于远距离应用时。针对FMCW信号的非线性影响,文中详细讨论了消除非线性影响的方法。该方法直接对去斜数据进行处理,计算简单。     

A Low-Power High-Sensitivity X-Band Rail SAR Imaging System [Measurement's Corner]

Wideband radar imaging with range gating and high sensitivity can be achieved with the use of low-cost commercially available narrowband IF filters. Such filters reduce the effective receiver noise bandwidth of the radar system. This allows for high sensitivity, comparable to that of single-sideband radio receivers, while at the same time acquiring de-chirped wide-band received waveforms. A carefully developed radar architecture, based on the use of these IF filters, is shown in this paper. This radar architecture is then implemented in an X-band linear rail synthetic-aperture-radar (SAR) imaging system. The X- band rail SAR is a linear FM-chirped radar, which chirps from approximately 7.5 GHz to 12.5 GHz. The radar front end is mounted onto an eight-foot-long linear rail. The transmitted power is adjustable to 10dBm or less. It will be shown that objects as small as groups of pushpins in free space can be imaged using transmitted power as low as 10 nW. These results are compared to previous direct-conversion X-band FMCW rail SAR work. A high-sensitivity X-band rail SAR such as this could be useful for measuring low-radar-cross-section (RCS) targets. This radar could be used in high clutter environments that require a range gate. This low-power X-band rail SAR could be useful for operation in restricted transmission areas, where maximum radiated power is severely limited. Other applications include any that require low transmitter power, such as automotive radar.     

一种斜视FMCW SAR的等效正侧视处理方法

本文分析了斜视调频连续波SAR中载机连续运动的影响——产生多普勒频移,以及其对图像聚焦的影响,建立了斜视调频连续波SAR信号模型,在分析了现有频率变标算法在斜视角较大情况下失效根源的基础上,提出了一种斜视数据等效正侧视处理方法,通过对斜视数据的预处理,将斜视数据按正侧视的方法来处理;针对预处理带来的方位聚焦深度的制约,采用方位非线性调频变标处理克服方位聚焦深度的限制.最后通过点目标仿真数据处理验证所提算法的有效性.     

基于频率变标的调频连续波SAR成像算法

给出了一种改进的频率变标算法,该算法适用于处理距离解线调后的调频连续波SAR数据。对调频连续波SAR回波信号进行了建模,分析了信号的特征,揭示了平台的连续运动在距离向产生了一个多普勒频移的特性,应用频率变标技术,在频域完成补偿。实测数据处理结果表明,该算法能得到较好的成像结果。     

基于自适应子空间追踪的层析SAR成像算法

在对分布式SAR进行数据降采样下会信号的三维处理增加不少难题。其中在解决频域距离弯曲校正时,由于方位向的降采样使数据不再满足奈奎斯特定理,导致在多普勒域计算距离偏移量时会出现数据的混叠。针对该问题,提出了基于LMS估计的距离弯曲校正算法,该方法根据最小均方估计思想估计权值系数完成方位向的插值,有效解决了该条件下的距离弯曲问题。针对高层成像中稀疏阵列导致基线数量有限且不均导致成像分辨率差的问题,提出了基于压缩感知的自适应子空间追踪方法来提高高度维成像的分辨性能,相比于正交匹配追踪算法,它能实现对迭代得到候选解的同步检验,避免了错误结果积累的问题,有效提高了成像的质量。     

改进的机载阵列调频连续波合成孔径雷达前视成像方法

机载阵列前视合成孔径雷达(SAR)信号模型中忽略载机速度会影响成像。针对该问题,在调频连续波(FMCW)SAR信号模型中考虑了载机速度,分析了载机速度的影响和载机连续运动引入的多普勒频率偏移的特点,结合Frequency Scaling算法,研究了机载阵列FMCW SAR前视成像。成像仿真和性能参数分析表明:改进方法可精确实现载机运动条件下的FMCW SAR前视成像。