双基地合成孔径雷达技术

双基地合成孔径雷达（SAR）系统的发射和接收装置承载于不同的平台，系统配置灵活多样，接收装置适装性强，电磁隐蔽性好，不仅能实现对地侧视成像，还能够实现前视成像，是SAR技术新的发展方向之一。由于双基SAR在几何构型、工作模式、分辨特性和应用领域等方面与传统单基SAR存在明显差异，在成像理论、系统组成、收发同步、参数估计、运动补偿、成像处理和试验验证等方面，双基地SAR也存在一系列新的理论、方法和技术问题。近年来，国际雷达界对这些问题开展了广泛深入的研究工作，获得了一些新的认识。该文拟从空间关系和物理概念角度，论述双基SAR成像原理、构型分类、应用特点、系统组成、性能参数、研究现状和发展趋势，简要分析双基SAR与单基SAR的异同，并对双基SAR未来的发展趋势做简要的展望。     

双站SAR图像几何失真校正方法研究

针对双站合成孔径雷达(SAR)中由于发射机、接收机斜视角和速度的不同导致获取图像存在几何失真的问题,提出了一种基于坐标尺度变换的双站SAR图像几何失真校正方法．首先根据双站SAR的几何关系,详细分析了目标的斜距历程．采用等效相位中心原理,将双站SAR模型等效于单站SAR模型,结合RD成像算法,建立了几何失真校正的数学模型．最后通过该数学模型,对静止二维点阵目标的成像结果进行了几何失真校正,校正结果与地面设定的场景完全一致,从而验证了该校正方法的有效性和正确性．     

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.     

条带式合成孔径雷达成像方法研究

提出准正侧视合成孔径雷达小斜视角度的校正方法和子孔径参考信号相位对齐算法．准正侧视合成孔径雷达(SAR)成像的校正方法采用正侧视的予孔径聚束算法对准正侧视SAR的实测数据进行成像，根据所成的像估计出小角度斜视角，采用校正的斜视子孔径聚束算法完成最后的成像．子孔径参考信号相位对齐算法本质是将各个子孔径参考信号的相位调整为同相，并构造新的聚束窗函数进行SAR成像．理论分析指出，在不增加采样数据的条件下，该方法能增大雷达方位向成像场景范围．计算机仿真结果证实了所提方法的正确性．     

星载SAR多相位中心多方位波束技术研究

运用多相位中心多方位波束（MPCMAB）技术能够有效解决条带模式的常规星载SAR系统中方位向分辨率与脉冲重复频率之间的矛盾．通过分析多相位中心多方位波束SAR与常规条带SAR回波数据之间的内在联系，提出了多相位中心多方位波束SAR的回波数据分通道相位补偿和多通道有序组合的成像算法．仿真证明了该技术的有效性．     

相位噪声对多普勒雷达接收机影响的分析

针对相位噪声对多普勒雷达接收机的影响,从相位噪声的概念、成因、对多普勒雷达导引头的影响以及减小相位噪声对接收机影响的措施进行了探讨,重点研究了在导弹武器系统中,照射雷达发射机信号相位噪声对导弹导引头多普勒雷达接收机的影响。     

结合相干系数的极化干涉SAR植被高度估计方法研究

阐述了极化干涉SAR成像技术的基本理论,分析了极化干涉SAR的植被散射模型和Cloude三阶段植被高度反演算法。因三阶段法采用多参数初值迭代求解方法,其运算量较大复杂性高,该文提出基于相干系数的高度估计方法。先用干涉相位估计植被高度,再由相干系数幅度估计植被高度对前面相位估计的高度进行补偿,既保证了一定植被高度估计精度,又大大减少了反演算法的运算量,最后用极化干涉SAR仿真数据验证了该方法的有效性。     

宽带直接采样接收机的高速运动补偿方法

针对宽带直接采样数字接收机,建立高速运动目标回波的解释表达方法,分析目标高速运动对一维距离像和逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像的影响.提出一种自适应匹配滤波的高速运动补偿方法,该方法利用雷达测距、测速系统得到的目标速度估计值构造新的匹配滤波器,补偿目标高速运动对回波信号幅度和相位的影响,从而消除一维距离像的畸变,提高ISAR成像的质量.仿真试验和实测数据处理结果验证了该方法的有效性.     

一种机载MIMO雷达地面运动目标成像方法

针对传统机载合成孔径雷达（SAR）对地面非合作运动目标成像中存在的运动补偿难题,通过空间并行采样获取目标散射信息,提出了一种机载MIMO雷达的高分辨成像方法.与机载SAR不同在于该成像方法采用单次快拍的方式,从而可避免对非合作运动目标进行运动补偿.同时采用单次快拍成像方法可避免传统SAR方位向上长时间多脉冲采样积累,提高了信息获取的实时性.仿真结果证实了所提出方法的可行性.     

高分辨SAR成像线性调频信号脉冲压缩补偿方法

为解决工程上高分辨合成孔径雷达(SAR)成像存在强目标旁瓣较高、分辨率不够、信噪比较差等表观质量问题,分析了SAR信号处理中线性调频脉冲压缩的时频特性,指出了制约高分辨SAR成像性能的宽带调频信号脉冲压缩的因素;对照SAR系统工作流程,详细讨论了目前工程上解决方案存在的问题,提出了基于相位误差的多项式拟合补偿方法,并对脉冲压缩效果进行了定量分析;最后在SAR成像表观质量改善上进行了工程验证.     

基于阵列天线处理的GPS信号抗干扰研究

针对强干扰低信噪比条件下的全球定位系统（GPS）信号的接收抗干扰问题,提出了结合功率倒置算法和相位补偿的抗干扰方法.该方法通过利用功率倒置算法对GPS信号进行预处理,使其能正确解调,并进一步对GPS信号进行相位补偿处理,提高信噪比.仿真结果表明,该方法能有效抑制强干扰,增强信噪比,提高GPS接收机的抗干扰能力.     

电离层时空变化效应对星载及月基SAR成像影响:现状与展望

合成孔径雷达(SAR)作为一种主动传感器,具备全天时、全天候的观测能力,已广泛应用于对地观测中.然而,无线电信号在空间传播过程中会不可避免地受到电离层效应的影响,导致信号的相位、幅度发生变化,使得工作在电离层之上的SAR系统的成像性能受到干扰.本文分别从法拉第旋转、背景电离层和电离层不规则体三个方面介绍了电离层效应对不同轨道SAR系统成像性能的影响,并总结了电离层效应的补偿修正方案.最后,给出了电离层效应对星载和月基SAR成像影响的一些亟待解决的问题,以促进星载和月基SAR成像的发展及应用.     

高低轨异构双基地SAR改进CS成像算法

针对地球同步轨道卫星发射-低轨道卫星被动接收的异构双基合成孔径雷达系统中,由于收发时延长和接收机速度快导致的“走-停”假设不成立,复杂成像几何下回波信号在距离向和方位向具有严重空变性的问题,提出一种基于二维时域扰动的改进线性调频变标成像算法．首先基于双基观测几何推导出非“走-停”假设下的信号模型;然后通过时域扰动的方法校正回波二维空变性;最后对残余相位进行补偿．仿真实验表明,该算法可实现高低轨双基合成孔径雷达高分辨率宽幅场景的良好聚焦,且具有很好的保相性能．     

基于最大锐度半正定规划的线阵SAR自聚焦三维成像

线阵合成孔径雷达（LASAR）三维成像技术是一种具有重要潜在应用价值的新型雷达成像技术。但在一个脉冲重复时间中,LASAR系统中需采用阵列天线多个天线相位中心同时接收回波,仅利用载荷单个测量位置的导航测量系统（如惯性测量系统或全球定位系统）数据难以精确补偿LASAR阵列天线多个相位中心的运动误差。为了克服运动误差对阵列多天线相位中心影响,该文提出了一种基于最大锐度半正定规划的LASAR后向投影自聚焦成像算法。该算法建立了后向投影成像算法处理的线性数学模型,结合LASAR三维图像锐度最大化原则,利用迭代逼近最优方法对阵列多天线相位中心运动误差引入的相位误差进行估计。另外,为了提高自聚焦算法运算效率,仅采用主散射目标区域进行相位误差估计。仿真数据和实测数据验证了该算法的有效性。     

逆合成孔径雷达的干扰仿真

从逆合成孔径雷达运动补偿的角度对ISAR成像的干扰机理进行了理论分析,并进行了基于ISAR回波真实数据的仿真实验。理论分析和仿真结果表明,只要施加的干扰信号使得运动补偿过程中相邻距离像复包络的相关函数最大值出现误判,就会有效地使ISAR成像失真。然后,将ISAR与普通脉压雷达、SAR的抗压制干扰能力进行了对比,结果表明由于ISAR成像必须经过运动补偿处理,其抗压制干扰能力相对较差。     

基于位移相位中心算法的合成孔径声纳运动补偿研究

运动补偿是合成孔径声纳（SAS）成像的关键问题，SAS系统一般利用多接收元回波信号的互相关特性进行运动补偿。在深入分析位移相位中心算法的基础上，给出了一种改进的SAS运动补偿算法。该算法首先修正声信号的实际传播距离与采用等效相位中心近似的传播距离之间的偏差，然后基于时延和相位误差估计运动误差，从而在扩大了算法适用的运动误差范围的同时，提高了运动误差估计的精度。文中给出了计算机仿真结果，从结果可以看出改进算法有效地补偿了运动误差，改善了成像质量。     

一种时域去走动的四阶模型SAR成像方法

针对大斜视SAR回波耦合性强问题,从提高斜距模型近似精度和距离徙动校正精度两方面对SAR成像进行了研究,推导了一种四阶SAR成像算法模型。首先为了提高模型近似度,将斜距展开到四次项,然后为了将距离向和方位向进行初步解耦,在时域进行走动补偿,通过级数反演法将信号转到二维频域进行距离弯曲校正,方位匹配滤波后得到聚焦后的SAR图像。该方法流程简单,便于实时处理。仿真结果表明,该方法具有较强斜视处理能力,取得了较高的成像分辨率。     

采用相干单距离多普勒干涉的太空碎片成像

对于尺寸小于雷达距离分辨率的太空碎片的雷达成像,假设在平动运动完全补偿的条件下,根据太空碎片的运动特点,提出了采用相干单距离多普勒干涉的成像方法．该算法同时利用信号时频谱的强度和相位分布,通过正弦曲线搜索实现对信号的相干积分,从而获得太空碎片的高分辨二维图像．此外,分析了该算法的分辨率及图像质量与时频谱的关系,据此给出一种对应的窗函数的选取准则．     

一种弹载导引头相控阵雷达接收机

为满足弹载主动制导相控阵雷达接收机多功能条件下的小体积和高低温环境适应性等要求,从系统设计、电路设计、器材选择、工艺要求等角度,对该小型化雷达接收机进行了较为细致的分析论证,提出了综合性解决方法.研制出的相控阵雷达接收机包含多路接收通道,最大带宽200~300 MHz,体积小巧.该接收机通过环境试验及挂飞验证,能够满足弹载平台雷达导引头使用需求.     

一种双站SAR的ECS成像算法

在常规SAR的ECS算法的基础上，给出了双站SAR回波模型和RD域距离方程，提出了一种基于双站SAR的ECS算法，推导了ECS算法的3种补偿因子，并分析了算法中距离向成像位置．最后通过计算机仿真，验证了该算法的有效性．