时钟同步对星载多通道合成孔径雷达成像影响

主要分析了时钟同步对方位向多通道星载合成孔径雷达(SAR)成像质量的影响。结合星载多通道SAR系统对时钟同步误差进行数学建模,阐述了时钟同步对星载多通道SAR图像的影响方式。通过数学推导分析了方位向成对回波的幅度及位置,并指出了时钟同步误差对方位向主瓣压缩性能的影响具有周期性,同时还会导致距离向主瓣压缩性能恶化。在此基础上,进一步研究了时钟抖动对成像质量的影响。最后,计算机仿真验证了理论分析结果的正确性。     

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。      

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。     

收发分置合成孔径雷达的时间同步分析

同步是收发分置合成孔径雷达(SAR)成像的关键。本文建立了考虑时间同步误差的数学模型，进行了相位误差分析，并对点目标的距离压缩和方位压缩特性在不同的时间同步误差下作了仿真。通过仿真，验证了理论分析的正确性，从而为收发分置SAR系统设计中提出正确的时间同步要求提供了理论依据．     

基于Chirp_z变换与方位变标地球同步轨道SAR成像算法

针对地球同步轨道合成孔径雷达(GEO SAR)成像距离向处理复杂,方位向空变性强问题,该文提出一种基于Chirp_z变换与方位变标的成像算法。首先在回波模型中考虑停-走-停假设带来的相位误差,然后给出目标点的斜距表达式,并利用泰勒级数对斜距进行了高阶展开,通过级数反演法得到信号频谱表达式,利用高效的Chirp_z变换校正距离走动,简化距离向处理,利用改进的变标因子校正方位向信号一次,二次,三次展开项系数线性时变性,并在方位频域内补偿变标操作引入的相位误差。仿真结果表明该算法能够实现地球同步轨道SAR聚集成像。     

结合方位空变补偿的大斜视SAR误差估计方法

大斜视合成孔径雷达(SAR)成像中距离方位信号的强耦合性给成像处理带来困难,现有SAR成像算法常采用线性走动校正来降低其耦合性,该处理方法在一定程度上简化了后续成像处理的同时也带来方位相位空变问题。现有成像算法对方位相位空变校正均假设在无运动误差的理想条件下,未能考虑方位空变相位对运动误差估计的影响。针对该问题,文中首先从多角度详细分析了线性走动校正以及方位空变相位对方位运动误差估计的影响,提出一种结合方位空变相位补偿的大斜视SAR成像运动误差估计方法,保障了后续的成像处理、提升了整体成像质量。仿真和实测数据处理验证了该算法的有效性。     

星载SAR方位模糊研究

本文根据方位模糊产生机理详细分析了方位向成像处理参数、波长、方位方向图副瓣对方位模糊的影响.通过分析可知:方位分辨率相同时,低频段SAR系统模糊问题更严重,但可通过提高重频、压低方向图副瓣电平等方法可改善方位模糊,最后仿真验证了上述结论并给出改善方位模糊的设计考虑.     

超高分辨率机载聚束SAR空变运动误差校正

该文分析了机载聚束式合成孔径雷达(SAR)运动误差的空变性,推导了空变的运动误差与聚束扫描角度、照射区域大小及天线下视角等参数之间的定量关系,针对超高分辨率机载聚束SAR成像运动误差空变效应明显的问题,提出一种基于chirp扰动的距离重采样新方法,并结合图像方位分块处理技术构建了比较完善的运动补偿方案,以弥补传统运动补偿方法在超高分辨率机载SAR成像中的不足。最后,用仿真实验验证了方案的有效性。     

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。     

机载高分辨滑动聚束SAR成像处理方法

针对机载滑动聚束合成孔径雷达(SAR)高分辨率成像问题,在提出采用参考信号进行系统通道误差校正和高分辨滑动聚束成像运动补偿方法的基础上,结合基带方位向变标(BAS)算法,给出一种机载高分辨率滑动聚束SAR成像方法。首先,在频域推导了基于参考信号对回波信号进行幅度校正和相位补偿的方法;然后基于斜视成像几何模型,推导了机载滑动聚束SAR平台运动参数与多普勒参数之间的关系,给出从多普勒估计参数中估计运动参数和补偿运动误差的方法。采用该成像处理方法,某型星载SAR机载试飞试验成功实现了滑动聚束模式高分辨率成像,验证了方法的有效性。      

多旋翼无人机载SAR视线向运动误差补偿方法

多旋翼无人机载合成孔径雷达(SAR)相较于传统的固定翼机载SAR具有轻便易携带、使用方便等优点,然而它也更易受气流扰动影响,误差空变性更强,这对运动补偿提出了很高的要求.本文建立了调频连续波体制下加入视线向误差后的SAR信号模型,推导了调频连续波体制下正侧视SAR的两步运动补偿法,指出了该方法以及其改进方法运用在多旋翼...     

一种基于CORDIC算法的混合跳扩频跟踪同步方法

针对传统反馈环路补偿速度无法跟上目前混合跳扩频通信系统误差变化速度导致同步失败的问题,提出一种基于坐标旋转数字算法(Coordinate Rotation Digital Computer,CORDIC)的跟踪同步方法.该方法将系统载波同步误差和定时同步误差映射到相位上,利用二维旋转的方式对误差进行补偿,并根据二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying,BPSK)调制的性质,确定最佳旋转位和补偿误差,实现系统同步.实验证明,此方法成功让具有跳频速率20000 hop/s、跳频带宽327.52 MHz的混合跳扩频通信系统实现了稳定同步,补偿性能相比于传统补偿技术具有明显优势.     

基于子孔径相位误差拼接的相位梯度自聚焦算法

随着雷达技术的发展,合成孔径雷达的成像精度也得到了大幅提升,与之相匹配的,也需要能更精确地进行运动补偿的算法。由于惯导精度无法满足需求,如果仅使用惯导数据对运动误差进行补偿,补偿的结果中含有残余的距离单元徙动,这会损失图像的精度。本文首先分析了残余的距离单元徙动对快速分解后向投影成像算法和相位梯度自聚焦算法的影响,再将用于聚束SAR相位误差补偿的相位梯度自聚焦算法进行优化,提出了基于子孔径相位误差拼接的相位梯度自聚焦算法,使其可以对残余的距离单元徙动进行补偿,并可以将其应用到条带SAR的运动补偿中,最后利用Ku波段雷达的实测数据验证算法的有效性。     

一种改进的斜视SAR运动补偿波数域算法

准确的运动补偿是高分辨率机载SAR成像的关键。为了获得高质量的斜视SAR图像,该文详细研究了用改进的波数域算法处理带有运动误差的斜视SAR数据,提出了一种改进的斜视SAR运动补偿波数域算法,并用该算法进行了点目标仿真和对原始数据成像,结果表明,该算法对处理带有运动误差的斜视SAR数据有很好的效果。     

基于DPCA的机载SAR系统运动误差及其补偿

基于相位中心偏置天线（DPCA）技术的机栽SAR系统在实际运用中普遍存在着因雷达平台运动不稳定导致DPCA约束条件不满足的问题，这在很大程度上影响了机载SAR系统的杂波抑制性能。针对这个问题，该文以双天线机载SAR系统为模型，通过对DPCA的对消原理和运动误差的分析，结合插值理论，对载机匀加速运动状态下造成的运动误差提出了一种基于三次样条函数的运动补偿算法。通过计算机仿真，验证了该算法的有效性，且算法易于工程实现。     

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。     

FMCW SAR运动补偿处理技术研究

调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)技术与合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)技术的结合,促进了小型化、低成本、低功耗、高分辨率成像传感器的发展.本文建立了非理想情况下FMCW SAR的回波信号模型,分析了FMCW SAR运动补偿处理同脉冲体制SAR的区别;提出了完整的三维误差补偿流程,并分别论证了前向运动误差及沿视线方向(Line of Sight,LOS)方向运动补偿处理方法;文中最后采用FMCW SAR实测数据对所提处理流程进行了验证.     

基于子带信号处理的太赫兹SAR运动误差补偿方法

太赫兹合成孔径雷达（terahertz synthetic aperture radar,THz-SAR）波长短,可以工作在灰尘、雾霾等复杂战场环境。由于工作波长短,平台微小振动误差会使图像散焦严重。受高频振动误差的影响,目标除了自身响应外,沿方位向还会出现成对回波,给传统相位梯度自聚焦（phase gradient autofocus,PGA）算法强点提取和加窗操作增加了难度,影响运动误差提取精度。为了提高PGA算法精度,提出一种基于子带分解共轭消除相位误差的THz-SAR运动补偿方法,利用该概念可以重建出等效频率更低的SAR图像。由于相同运动误差对等效低频SAR图像影响大大降低,孤立强散射体散焦减弱,有利于强点提取和加窗。利用该图像结合PGA算法可实现运动误差信息的有效提取,并最终用于对原始THz-SAR图像的运动误差补偿。利用仿真数据和0.3 THz雷达实测数据进行了原理验证实验,结果验证了所提算法的有效性。