SAR成象对方位向运动补偿的要求

载体偏离匀速直线运动的运动误差是合成孔径雷达成象的基本困难之一。本根据回波信号压缩波形的主要偏移二次相位误差、三次相位误差以及积分帝瓣比等图象质量指标最大允许值,通过详细推导给出了当方位向存在复杂运动误差时带状正侧视ＳＡＲ运动补偿的解析式。     

高轨SAR曲线轨迹二维空间分辨率分析

提出了一种基于相位梯度分析的高轨 SAR 二维空间分辨率计算方法。高轨 SAR 中,卫星轨道是曲线轨迹且由于地球自转等因素的影响,卫星相对于点目标的运动轨迹没有显式表达式,且航迹速度在不同的卫星轨道位置差异很大,因此机载 SAR 和星载低轨 SAR 等直线匀速模式分辨率计算方法已不适用于高轨 SAR。本文提出了一种猜想并采用介值定理证明：在合成孔径时间内,存在一个等效航迹速度,使得理论方位分辨率位于一个范围之内,并计算得到了该方位分辨率范围。最后 BP 算法仿真实验验证了该方法的有效性。     

地球同步轨道SAR曲线轨迹二维空间分辨率分析

针对地球同步轨道合成孔径雷达(GEO SAR)中,卫星轨道是曲线轨迹,且由于地球自转等因素的影响,卫星相对于点目标的运动轨迹没有显式表达式,且航迹速度在不同的卫星轨道位置差异很大的问题,提出了一种基于相位梯度分析的高轨SAR二维空间分辨率计算方法.文中提出了一种猜想,并采用介值定理证明:在合成孔径时间内,存在1个等效航迹速度,使得理论方位向分辨率位于1个范围之内,并计算得到了该方位向分辨率范围.最后,后向投影算法仿真实验验证了该方法的有效性.     

机载SAR相位误差补偿算法及实现

结合多普勒参数和PGA自聚焦算法,提出了逐步补偿相位误差的方法.多普勒参数估计能够有效去除载机运动不理想所引入的相位误差,主要包括线性相位误差和二次相位误差.PGA算法能够很好地补偿电磁波传输过程中媒质不均匀等原因造成的相位三次及以上误差,两者相结合可以有效地补偿SAR成像中所存在的相位误差,从而实现高精度成像.实测数据分析验证了该方法的有效性,完成宽幅实测数据成像,并对成像结果进行理论分析,得出成像的实际物理过程及刻画成像区域范围的影响因素.     

条带式合成孔径声呐相位梯度自聚焦算法

相位梯度自聚焦(PGA)算法是一种稳健的高分辨SAR相位校正方法,在SAR领域得到广泛应用;但PGA是针对聚束式合成孔径雷达提出的,不能直接用于条带式合成孔径声呐,为补偿小运动误差对合成孔径声纳图像造成的影响,文中考察了条带式合成孔径声呐运动误差模型和聚束合成孔径声呐运动误差模型之间的内在关系,推导了条带式合成孔径声呐的误差模型,提出了把相位梯度自聚焦应用到条带式合成孔径声呐的相应方式.首先,将条带式合成孔径声呐的成像沿方位向分割为有重叠的小的条带,然后,用聚束式PGA算法分别对各分块后的图像进行自聚焦处理,最后将各聚焦后的分块图像以适当的方式拼接在一起形成新的图像,从而实现条带模式合成孔径声呐的PGA处理.水池数据的处理证实了本文方法的可行性和有效性.     

太赫兹SAR高频振动误差补偿方法

太赫兹合成孔径雷达(SAR)系统或者搭载平台的微小高频振动会导致图像结果产生若干虚假点,严重影响图像质量.针对传统补偿方法对这种高频振动误差补偿存在的局限性,提出一种基于小波滤波的补偿方法.该方法首先对回波信号进行相位提取,然后应用小波滤波方法分离得到高频振动误差,最后对回波信号进行补偿.同时,分析了该方法的距离向空变误差和方位向空变误差,推导出了适用于小波滤波的条件.仿真结果验证了该方法的有效性.     

任意立体阵的方位估计算法及其误差分析

为了利用立体阵进行远程低空目标方位估计,提出了一种基于信号相位匹配原理的奇异值分解(SVDSPM)方位估计算法.推导了方位搜索需要的时延计算一般公式;分析了目标距离、立体阵高度、传声器位置误差和接收通道幅度和相位不一致性等对定向性能的影响;理论分析和仿真结果说明:只有利用立体阵才能消除俯仰角方向的声探测盲区;当选择合适的阵高度传声器位置误差,并且接收通道幅度和相位不一致性满足工程精度条件时,可实现远程低空目标的定向.     

一种基于回波数据相位改变的SAR目标保护方法

为了保证SAR回波数据安全,使得非法截获回波数据后无法从图像上获取重要目标信息,提出了一种基于回波数据相位改变的新方法。结合SAR成像原理,理论推导和分析了回波数据沿方位向增加一次相位引起的目标平移量的大小,以及增加二次相位引起的图像散焦,并通过点目标仿真直观呈现了成像效果。最后利用RADARSAT-1真实数据进行了仿真,仿真结果验证了该方法保护重要目标信息的可行性。     

一种精确的前斜视SAR方位高分辨分析方法

基于前斜视SAR的运动特点和波束在场景平面上的扫描规律，建立了点目标与天线相位中心的瞬时斜距模型，提出了一种新的关于前斜SAR方位向高分辨特征分析的方法，通过对前斜视SAR合成孔径长度及方位分辨特性的研究，给出了合成孔径长度与方位分辨率近似公式的使用条件并作为前斜视SAR较为精确地成像与合理简化数据处理的基本依据．     

基于二维压差式矢量水听器源估计误差分析

由于组成二维压差式矢量水听器的4阵元间的幅频和相频响应不一致造成了其运用声能流进行方位估计时会产生误差,而这一误差大小对二维压差式矢量水听器的制作和实际工程有很重要的意义。因此将针对二维压差式矢量水听器声能流方位估计误差进行了推导和分析。文章主要分为以下4个部分:①二维压差式矢量水听器的结构;②声能流方位估计的原理;③分析了由于组成二维压差式矢量水听器的各声压水听器不一致导致的方位估计误差;④对信号方位角度为30°时,在不同信噪比条件,4声压水听器不一致情况进行了方位估计误差仿真。文中给出了仿真结果。仿真结果表明在相同信噪比条件下,由于相位偏差对压差式矢量水听器方位估计产生误差远大于由于幅度偏差而产生的方位估计误差。     

弹载SAR下降段成像算法研究

弹载SAR下降段成像中,弹体较大的下降速度和加速度将导致SAR回波信号的多普勒调频率沿方位向变化,影响方位聚焦.针对该问题,提出了一种利用方位非线性变标(NLCS)的弹载SAR下降段成像算法.该算法在距离徙动校正和距离压缩处理之后,通过引入方位非线性变标操作,补偿变化的多普勒调频率,并校正图像方位畸变,从而改善了方位聚焦深度和聚焦质量.数据仿真结果验证了算法的有效性.     

调频连续波(FMCW)聚束式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表现形式,对基于调频连续波的聚束式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,从而影响方位聚焦．对于方位频谱混叠的问题,采用方位预滤波处理,通过插值实现采样率的提高,由于预滤波可以实现方位的块压缩,实际中的方位向点数并没有明显增加,最后基于FS算法完成残余聚焦,仿真数据处理结果验证了分析的正确性和算法的有效性．另外,对于平台连续运动引入的多普勒频移,分析了其对成像造成的影响,并给出了相应的补偿方法．     

在混合坐标系下的机动目标跟踪滤波器

本文介绍了在球面－直角坐标系下跟踪机动目标的卡尔曼滤波算法．为克服观测噪声非白，本文引入了扩充向量，并应用旋转增益算法，对卡尔曼滤波的协方差阵及增益阵实现了解耦．通过仿真计算，对本文提出的算法与国外两种类似的算法在相同的机动和量测噪声特性情况下进行了比较，其结果显示了本算法的优越性．     

脉内聚束SAR方位高分辨率宽测绘带成像

针对星载合成孔径雷达(SAR)方位高分辨与宽测绘带之间的矛盾,提出脉内聚束SAR模式实现高分辨宽测绘带成像．建立了脉内聚束SAR模型,分析了脉内聚束SAR回波信号特性,得出脉内扫描技术会导致不同方位子场景上散射点相互叠加引起距离模糊的结论．针对该距离模糊,利用俯仰维多孔径进行空域滤波解模糊;并分析了地形起伏对成像结果的影响．脉内聚束SAR利用脉内扫描获得更长的合成孔径,以此实现高的方位分辨率; 同时在采用低脉冲重复频率的情况下,获得宽测绘带,从而实现了高分辨宽测绘带成像．仿真实验结果验证了该方法的有效性．     

Imaging method for highly squinted SAR with spatially-variant doppler centroid correction

In the high squint SAR imaging, the linear range walk correction (LRWC) is usually adopted to mitigate the coupling between range and azimuth. The conventional algorithms only consider the effects of Doppler frequency modulation rate dependence but ignore the spatially-variant Doppler centroid; this will affect the final focusing. In this paper, the effects of spatially-variant Doppler centroid in high-squint synthetic aperture radar (SAR) are analyzed and discussed, and a modified nonlinear chirp scaling algorithm with spatially-variant Doppler centroid correction in high squint SAR azimuth processing is proposed in order to improve the quality of the final focusing. Both simulation and real data processing validate the effectiveness of the proposed method.     

New method for azimuth-dependent correction of highly squint missile-borne SAR subaperture imaging

Squinted imaging is one of the most important modes in the missile-borne synthetic aperture radar (SAR). Usually, from the view of practical applications, the missile-borne SAR adopts subaperture processing in order to implement quick look imaging. In the highly squint mode, the echo signal couples greatly between range and azimuth, so traditional algorithms perform the linear range walk correction in the azimuth time domain firstly to mitigate greatly the range-azimuth coupling, which causes the problem of position dependent azimuth phase, resulting in the azimuth uniform processing disabled and impacting the azimuth depth of focus (DOF). Based on the deep analysis of the instantaneous slant range model in the highly squint missile-borne SAR, this paper proposes high-order phase filtering to correct azimuth-dependence for implementing the identical azimuth-focusing processing. Simulation results validate the effectiveness of the proposed algorithm.     

New Realization Method for Airborne SAR Motion Compensation

After analyzing the characteristics of airborne SAR motion deviation in detail, a new realization method for airborne SAR motion compensation based on two-dimensional division processing is described. By combining the division of local tracks in azimuth direction and the division of sub-mapping strips in range direction, the motion deviation will be compensated accurately. Furthermore, both theoretic analysis and simulation result show that by using this method the problems of motion compensation under complex condition with large motion deviation and large mapping strip width can be resolved well.     

斜视圆迹环扫SAR模式特性分析及成像方法简

Circular scanning SAR(CSSAR) is a new mode for fast large area SAR imaging by increasing the azimuth scanning speed. The squint CSSAR possesses the advantages that the side-looking CSSAR does not have due to its unique observing direction. However, the available signal characteristic analysis and imaging method for side-looking CSSAR become questionable when applied to the squint CSSAR. This paper establishes the echo range model and analyzes several parameters such as azimuth scanning speed, Doppler characteristics and azimuth resolution according to the moving feature of squint CSSAR. Furthermore, the internal relationship between the squint CSSAR and the classical stripmap mode is revealed. The range approximation model as well as the corresponding imaging method is analyzed. Computer simulation results validate the conclusions and the imaging method.     

基于道路辅助的机载SAR动目标检测和参数估计

经典的合成孔径雷达（SAR）动目标检测方法无法实现地面非匀速动目标的参数估计,为解决这一问题,本文根据动目标成像的特点,提出一种基于道路信息辅助的机载双通道SAR动目标检测方法。根据双通道SAR系统空间几何模型和回波信号模型,首先采用DPCA技术实现杂波抑制和动目标的检测,然后利用道路信息确定动目标的位置和速度,最后根据动目标方位向的散焦程度,估计动目标的距离向加速度。仿真结果验证了该方法的有效性。