单相位中心多波束合成孔径雷达的方位模糊分析

星载合成孔径雷达设计中的一个基本限制是测绘带宽和方位分辨率之间的矛盾,采用单相位中心多波束技术可在一定程度上缓解这一矛盾,从而成为实现高分辨率宽测绘带星载合成孔径雷达系统的一种技术途径。该文在简要介绍单相位中心多波束技术原理的基础上,分析了单相位中心多波束合成孔径雷达方位模糊的来源,提出了单相位中心多波束合成孔径雷达的方位模糊计算公式,并给出了单相位中心多波束合成孔径雷达方位模糊的仿真计算实例。该文分析结果对单相位中心多波束合成孔径雷达的系统设计具有一定的参考价值。     

单相位中心多波束合成孔径雷达方位信号处理研究

采用单相位中心多波束(SPCMB)技术是实现高分辨率宽测绘带合成孔径雷达系统的一种技术途径。该文介绍了SPCMB技术的原理,给出了这种模式的系统模型和信号特征,提出了方位向信号处理的方法,并利用星载点目标仿真和机载原始数据模拟的方法验证了该信号处理方法的可行性。     

方位向多波束星载SAR仿真

多波束工作模式是一种新的合成孔径雷达(SAR)工作模式,既可以满足高分辨率的需要,又可以满足宽测绘带的要求,因此具有很高的研究价值和广泛的应用前景。文中提出了多相位中心多波束SAR的回波模型,给出了仿真方法;并以三波束星载SAR为例,通过仿真实例验证了该方法的有效性。     

一种双基星载MIMO SAR系统体制与处理方法

双基星载合成孔径雷达(SAR)利用双平台接收以及联合处理回波信号,在测绘、干涉测量、目标识别、自然灾害监测等领域有重要的应用价值。为了进一步提升该体制的成像性能,该文提出一种采用空时编码和短偏移正交波形的双基星载多发多收合成孔径雷达系统(MIMO SAR)。基于接收端的数字波束形成技术,该系统能够有效分离提取不同波形回波数据,获取更多空间自由度,从而同时具备双基体制和MIMO体制的优势。此外,通过对获取的不同波形图像数据做波束形成处理,该系统能够减轻2次散射干扰回波对SAR图像的影响。仿真实验验证了该系统方案的有效性。     

DBF堆积多波束的仿真与测试

分析了数字波束形成（DBF）原理,给出了DBF测试的方法和处理流程。根据此流程,结合某型雷达的具体情况进行了具体的测试,同时对测试过程中的关键步骤进行了分析,并根据需要采集了数据。对采集到的数据进行了分析与仿真,得到了处理结果,结果表明,该测试方法对于DBF测试是有效的。     

基于矩阵束方法的星载MEB SAR俯仰向DBF处理方法

俯仰向数字波束形成(DBF)处理是距离向多波束体制(MEB)星载合成孔径雷达(SAR)系统实现较高分辨率、超宽幅成像的关键。但是,由于存在卫星姿态误差等因素的影响,星载MEB SAR系统的DBF接收波束指向会出现偏差,这将导致在对具有强散射体的区域(如存在船舶的海面、港口等区域)进行成像时会出现鬼影目标。针对这一问题,该文提出一种基于矩阵束方法的俯仰向DBF处理方法。首先对俯仰向通道回波数据进行匹配滤波处理,并根据预设阈值寻找强散射体的峰值位置;然后利用矩阵束方法准确估计强散射体的波达角;最后利用这些信息调整俯仰向DBF加权矢量,确保DBF接收波束指向正确,从而消除鬼影目标的干扰。仿真实验验证了该方法的有效性。     

俯仰向数字波束形成技术对SAR系统性能的影响分析

俯仰向数字波束形成(DBF)是实现高分辨率宽测绘带星载SAR系统的关键技术。该技术可以生成能够灵活控制的高增益窄波束用于回波信号的接收,从而提升SAR系统性能。该文在研究俯仰向DBF技术应用于宽测绘带SAR系统的基础上,重点分析了俯仰向DBF技术对系统性能指标的影响,推导了基于俯仰向DBF技术的系统等效后向散射系数(NESZ)和距离模糊比(RASR)的表达式,并且将阵列信号处理中的零点指向技术应用于SAR,使得系统在接收目标信号的同时抑制模糊区方向的回波,显著地提高了系统的距离模糊指标。仿真结果表明,俯仰向DBF-SAR系统的性能相对于传统单通道系统具有明显的优势。     

双基星载HRWS-SAR系统俯仰向DBF处理技术

双基星载高分辨率宽测绘带SAR系统(HRWS-SAR)利用数字波束形成技术(DBF)将俯仰向多通道的回波信号进行快时间域的相干合成,DBF处理性能必然受到双基构型的影响。该文针对一般双基构型的星载HRWS- SAR系统,推导了点目标接收方向角与收发距离和之间的线性近似表达式,建立了俯仰向通道的回波信号模型,进而构建了一种时变加权与FIR滤波相结合的DBF处理方法,并给出了系统实现框图。该文对几种典型双基构型的星载HRWS-SAR系统DBF处理进行了仿真,结果表明合理的双基构型能有效提升星载HRWS-SAR系统的DBF处理性能。     

基于波束优化赋形方法的斜视星载SAR模糊抑制研究

距离模糊和方位模糊会严重影响星载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）的成像质量。现有的利用天线波束赋形来抑制模糊的方法在雷达正侧视成像时取得了优异的效果,但并不适用于雷达斜视的情况。针对这一问题,提出了一种基于平面阵列天线波束赋形的星载SAR二维模糊（距离和方位模糊）抑制方法。使用距离-方位模糊综合的模糊比（Ambiguity to Signal Ratio,ASR）指标来替代距离模糊比及方位模糊比,结合对不同斜视情形下天线波束变化的分析,充分考虑包含镜像模糊区在内的所有模糊区,建立了模糊比-天线权重优化模型。以模糊能量为目标函数、天线方向图掩模作为约束确立二次锥（Quadratic Cone Programming,QCP）优化问题,求解得到阵元幅度相位分布。仿真结果表明,所提方法可以通过调节模糊区对应的旁瓣幅值,灵活地抑制SAR斜视成像的距离和方位模糊,进而提高星载SAR的成像质量。     

基于稳健波束形成的InSAR干涉相位估计方法

该文在联合像素估计干涉相位的基础上,充分利用相邻像素的相干信息,通过校正阵列导向矢量,使得导向矢量与该地面分辨单元的协方差矩阵相对应,通过稳健波束形成实现对地形干涉相位估计。实验结果证明了该方法有效性的同时,能够在SAR图像配准误差较大(可以允许达到一个分辨单元)的情况下,得到稳健的干涉相位估计结果。     

利用相位中心偏移方位多波束来实现宽测绘带SAR成像

该文提出了一种基于相位中心偏移方位多波束的宽测绘带星载SAR实现方案。通过在方位向上配置相位中心偏移的多个波束使雷达在一个脉冲周期内完成多个多普勒历程的信号采样,显著降低系统对脉冲重复频率的要求,实现宽测带SAR成像。针对卫星速度的非恒定性和不同波位所需PRF的多样性造成的方位信号非均匀采样,该方案采用了多通道信号重建技术来恢复均匀采样信号的算法。与采用高轨技术和分布式技术的宽测绘带SAR方案相比,这种方案的技术难度较小、易于实现。     

一种改进的星载SAR俯仰向DBF处理技术

在星载SAR系统的高分辨率宽测绘带成像应用中,为了增大接收增益,提高回波的信噪比,可利用数字波束形成(DBF)技术实现俯仰向多通道接收并处理回波信号。该文分析并推导出了俯仰向通道的响应函数。基于这一结果,提出了一种时变加权与FIR滤波相结合的DBF处理方法,并且给出了系统实现框图。与其它DBF方法相比,该方法能在不增加系统实现复杂度的前提下,实现对长脉冲的接收增益最大化与系统性能最优化。仿真结果表明,该方法能够近似达到理论上的系统性能最优值。     

基于自适应遗传算法的星载SAR天线方向图与模糊综合

该文针对改善星载合成孔径雷达(SAR)的模糊特性,提出了一种自适应遗传算法。该算法同时对模糊和方向图进行优化。首先确定模糊区域,然后以天线方向图的主瓣宽度和副瓣电平(包括星载SAR模糊区域的副瓣电平)为目标函数,应用自适应遗传算法对天线方向图进行综合。为了避免早熟的现象,在该算法中,交叉概率、变异概率和变异范围同时进行了自适应的变化。和非自适应遗传算法相比较,该算法迭代步骤少,收敛速度快。仿真结果表明,模糊度得到了很好的抑制,对星载SAR系统设计具有实际意义。     

Reconstruct azimuth signal and suppress interbeam ambiguities of SPCMB SAR with hybrid filterbank

Conventional Synthetic Aperture Radar （SAR） systems cannot obtain high-resolution and wide-swath illumination area due to the well-known minimum antenna area constraint. Single Phase Center MultiBeam （SPCMB） technique can overcome this limitation by adding spatial sampling through multiple receivers in azimuth direction. Unfortunately, this approach will lead to an increase of azimuth ambiguities （interbeam ambiguities）, because each receive beam＇s mainlobe overlaps with the other ones＇ sidelobes. This paper proves that the front part of SPCMB SAR systems can be considered to be a hybrid filterbank. Therefore, the azimuth signal can be reconstructed and the interbeam ambiguities can be effectively suppressed by a well-designed hybrid filterbank.