双站聚束式合成孔径雷达方位分辨率研究

在双站聚束式合成孔径雷达系统设计中,分辨率是一个关键的参考因素。当发射站和接收站分别位于不同高度但飞行轨迹地面投影平行的两条航迹中时,建立了一种机载双站聚束式合成孔径雷达系统空间几何数学建模。同时对双站聚束式SAR的方位分辨率进行了理论分析和数值仿真,讨论了不同初始条件对双站聚束模式SAR系统分辨率的影响。仿真结果表明,双站聚束式SAR分辨率不仅与雷达工作波长、雷达转视角有关,而且与发射机以及接收机相对位置有关。     

星载合成孔径雷达聚束模式方位分辨率研究

从星载合成孔径雷达与机载合成孔径雷达成像几何关系的差异,可以看出经典的聚束模式合成 孔径雷达方位分辨率公式对于星载情况有较大误差。该文给出了适用于星载聚束模式合成孔径雷达的方位向分辨率的计算方法,数据模拟结果验证了方法的难确性。     

滑动聚束SAR波束控制研究与设计

本文在分析聚柬SAR模式波束控制方式的基础上,指出滑动聚柬SAR控制波束始终指向远离成像区域的某个虚拟的焦点,其波束控常l方式实际上等同于聚束SAR模式的波束控制。在详细分析虚拟焦点固定的情况下,成像区域中各散射点分辨率的变化以及虚拟焦点到场景中心线的远近对分辨率的影响基础上,给出了一定分辨率下虚拟焦点到场景中心垂直距离的计算公式;然后以0．3m分辨率滑动聚柬SAR模式为例,进行了仿真计算,最后给出了0．3m滑动聚束SAR模式在运七飞机上的试验图像。     

合成孔径雷达聚束模式合成孔径长度研究

该文首先给出了传统聚束SAR合成孔径长度计算公式并指出了其局限性,然后针对机载和星载两种情况下的几何模型导出了聚束SAR合成孔径长度计算的新公式.在星载情况下,考虑了地速对孔径设计的影响.最后通过数值模拟分析证实了采用新公式进行计算合成孔径长度的必要性.该文为聚束SAR合成孔径长度提供了设计参考.     

机载双站聚束合成孔径雷达的三维空间分辨特性

建立一般构型机载双站聚束合成孔径雷达(SAR)的通用几何模型,给出雷达回波信号的时频域表达式,以观测场景中心的目标回波为参考信号做差频处理,对得到的差分距离做泰勒展开,利用远场假设条件下的一阶近似推导出双站聚束SAR的三维空间分辨率公式。通过数值仿真验证了分辨率公式的正确性,并结合一种发射雷达平飞-接收雷达斜上飞的一般双站构型,分析了机载双站聚束SAR空间分辨特性随双站雷达空间构型及其运动参数的变化规律。     

机载聚束SAR模式波束控制设计与验证

介绍了定点、滑动两种聚束SAR方式的工作原理,在此基础上给出了两种聚束SAR方式下的分辨率、测绘带宽、作用距离等指标分析,针对机载合成孔径雷达常规聚束工作模式战技指标,指出目前机载合成孔径雷达聚束SAR模式设计的关键问题,提出了基于定点、滑动聚束两种方式的机载合成孔径雷达聚束SAR模式波束控制设计方法,最后给出了试验验证情况及典型试验结果,研究结果对于机载合成孔径雷达聚束SAR模式设计具有一定指导意义。     

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。     

滑动聚束SAR成像模式研究

滑动SAR是一种新颖的SAR成像模式,它通过控制辐照区在地面移动的速度来增加方位向相干累积的时间,从而提高SAR方位向的分辨率。该文从成像机理、回波方程、分辨率、天线扫描以及测绘带宽等方面对滑动聚束SAR进行了详细分析,并且给出了滑动聚束SAR的波数域成像算法。通过对条带SAR,聚束SAR,滑动聚束SAR的比较,可以看出条带SAR和聚束SAR都是滑动聚束SAR的一种特例。     

星载滑动聚束SAR成像模型误差校正方法研究

合成孔径雷达(SAR)滑动聚束模式是介于传统条带模式和聚束模式之间的成像模式。该文针对高分辨率宽覆盖星载滑动聚束SAR合成孔径时间和一次成像时间均较长的特点,分析了由此引发的传统等效距离模型精度不足以及模型参数沿方位向时变性显著的问题。借鉴机载SAR运动补偿理论,提出了利用星载滑动聚束SAR非匀速直线运动引起的到虚拟转动点距离误差来校正方位时变模型参数的方法,并相应给了判断是否需要校正的依据;针对校正后数据中孔径内残留的等效距离模型三次误差,提出了在多普勒域内的统一补偿的方法;结合上述模型误差校正方法,重新定义了滑动聚束DCS算法中的CS因子,给出了处理流程。最后,用计算机仿真实验验证了模型校正方法的有效性。     

多视角聚束合成孔径雷达成像

在介绍聚束合成孔径雷达高分辨率成像机理、其获得更高分辨率的难点所在、以及空间分辨率与观测空间频谱关系原理的基础上,提出利用多视角观测增加对目标的观测角,从而增加目标观测的空间频率范围,进而提高空间分辨率的思想.通过对每一视角观测采用波数域成像算法获得每次观测的频谱,利用空间频谱与空间域的对应关系进行频谱融合,对融合后的频谱进行逆傅立叶变换获得方位向分辨率提高的图像.计算机模拟验证了多视角聚束合成孔径雷达成像提高成像分辨率的有效性.     

三次相位误差对SAR方位分辨率的限制

本文深入研究了合成孔径雷达（SAR）系统中三次相位误差对方位分辨率的限制问题．首先讨论了基于泰勒展开的传统分析方法，然后针对传统分析方法的不足，即泰勒展开式中各项不正交，提出了基于Leg-endre正交展开的新方法，推导了方位分辨率因三次相位误差的影响而受系统参数制约的数学表达式，并给出了具有典型参数的机载和星载SAR的仿真结果．本文的结论可用于SAR系统的设计优化．     

ISAR成像中转角估计的新方法

ISAR成像中,为补偿散射点距离单元走动现象和横向定标,需已知目标与雷达相对总转角.实际ISAR成像中的转角通常是未知的.本文提出采用RAT方法,在不同纵向距离单元信号的模糊平面上检测线性调频信号的调制率,从而估计得到总转角.仿真和实测数据的成像结果证明了该方法的有效性.     

分布式卫星SAR系统的方位分辨力特性

详细分析了方位分辨力与方位回波谱的关系．通过对方位回波谱拼接处理来提高方位分辨力。仿真结果表明，方位回波谱拼接处理可提高分布式卫星SAR系统方位分辨力。     

基于条带式SAR与聚束式SAR内在联系的SAR成像研究

针对条带式合成孔径雷达（stripmap sar）与聚束式合成孔径雷达（spotlight sar）的方位向频谱结构,讨论了两种模式SAR之间的区别与联系,利用两者之间的内在联系,提出斜视条件下将条带式SAR数据分块,进行聚束式处理的方法,并对聚束式成像区域大小参数的选择进行了分析.对于相同尺寸的成像区域,对条带式SAR进行聚束式处理可以减小运算量.采用空间频率插值成像算法实现了条带式SAR与聚束式SAR成像算法上的统一,最后应用外场实测数据完成成像,成像结果证实了理论分析的正确性.     

机载双基地SAR的方位分辨特性与无模糊条件

发射、接收天线配置方式不同的系统的分辨特性和参数的约束条件是对双基地合成孔径雷达（Bjstatic SAR）系统进行分析和设计的基础。根据收、发载机平台的运动特点和天线波束在观测场景平面内的照射规律,采用多普勒频率分析方法详细讨论了斜侧视的条带测绘机载双基地SAR系统的方位向分辨特性,并给出了收、发平台位于观测场景两侧时避免测绘带内有用回波信号本身产生混叠的条件。最后通过仿真验证了该结论。     

前视SAR系统的方位分辨率特性

针对星载SAR前视模式与一般正侧视模式存在的明显不同,本文详细分析了前视SAR的多普勒特性,即多普勒频率、多普勒带宽;指出前视SAR的方位分辨率与天线的孔径长度无关,而是与载波频率、雷达平台高度、方位向地面距离等因数有关,并仔细讨论了各因数对方位分辨率的影响;前视SAR成像对系统参数脉冲重复频率、波束投射角的限制。     

天线指向抖动对聚束SAR成像质量的影响

姿态指向稳定度是设计合成孔径雷达卫星平台的重要参数。在卫星姿态指向抖动数学模型的基础上,利用成对回波理论推导了姿态指向抖动对聚束SAR点目标冲激响应函数的影响,分析了姿态指向抖动与聚束SAR成像质量的关系,为聚束模式星载SAR卫星的总体分析和设计提供了理论依据。最后通过计算机仿真验证了分析的正确性。