双站SAR海面回波相干时间研究

由于海面的随机运动特性使得海面回波相干时间与陆地目标有很大的差异,回波的相干时间对SAR系统参数和指标设计有很大的影响。该文研究了双站SAR的海面回波相干时间,通过分析波浪随机运动造成的回波相位延迟,给出了波浪随机运动对双站SAR成像的影响。得出了双站SAR海面回波相干时间与波浪谱的关系,给出了双站SAR方位向分辨率与相关时间的关系,并通过仿真分析了相干时间与若干重要参数的关系。     

单双站合成孔径雷达成像回波等效变换误差分析

双站合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)的回波距离历程比单站SAR复杂,导致双站SAR的Chirp Scaling算法的三个成像因子的推导困难,计算量大.现在的诸多双站SAR处理方法是针对双站SAR回波特性进行处理,文中通过双站SAR距离历程变换和引入收发双站速度比因子,将双站SAR回波等效为单站SAR回波进行处理,并对等效误差在双站SAR平飞移不变模式和移变模式下进行了分析,为双站SAR成像等效变换处理的参数选取提供了指导.     

机载双站SAR运动补偿研究

与单站SAR相比,双站SAR的几何关系更复杂,运动误差来源更多,因而运动补偿难度更大.本文提出了一种有效的双站SAR运动误差的估计和补偿方法.文中首先根据双站SAR运动误差的几何模型,推导出径向运动误差随距离变化的解析式,接着利用从回波数据估计的多普勒调频率和图像对比度来估计运动参数,最后利用估计的运动参数对数据分别进行径向和沿航向运动补偿.该方法可有效校正收发平台的三维运动误差,并可降低双站SAR系统对惯导的要求.仿真和实测数据的实验结果验证了该方法的有效性.     

机载双站SAR分辨率特性分析

通过对机栽双站SAR一般空间几何结构的分析,根据收发站运动对目标产生的合多普勒关系,推导了双站SAR地距分辨率和方位分辨率表达式及其方向.详细分析了收发站空间几何关系和速度矢量对分辨率的影响,理论分析与仿真结果表明收发站双基地角和各自的速度矢量是影响双站SAR分辨率的主要因素.研究结果进一步完善了双站SAR理论体系,为系统设计和飞行试验提供理论依据.     

双站SAR的海面速度聚束调制机理研究

为了利用双站SAR对海洋进行研究,首先必须正确理解双站SAR对海面成像的调制机理。而速度聚束调制是SAR所特有的调制机理。该文推导出平飞斜视情况下双站SAR图像平面中方位向强度变化表达式,定量地描述了目标方位位置偏移量和方位向分辨率的下降程度。并在线性近似条件下,求得双站SAR的线性速度聚束调制传递函数。通过仿真分析,定性地给出载机观测条件对双站SAR海浪线性成像范围大小的影响。     

机载双站SAR成像区分块分析

机载双站SAR的回波数据具有距离空变性或距离-方位二维空变性,需要对观测场景进行分块成像。本文从机载双站SAR斜距历程出发,借助于载机轨迹解耦合公式,推导了观测场景中任一点目标的距离走动和距离弯曲公式。根据距离徙动校正后的残余距离徙动与二阶相位误差,推导了机载双站SAR的成像区分块准则。基于该准则仿真得到了各种构型机载双站SAR的成像区分块结果,分析了双站结构参数与系统参数对成像区的影响,为双站SAR宽场景成像时成像区分块提供了理论指导。      

移变模式下双站SAR极坐标格式成像算法研究

通过对移变双站SAR的飞行几何模型的分析,用极坐标格式算法（PFA）实现了移变模式下的双站SAR成像。首先推导移变模式下的条带双站SAR回波模型,再利用条带式SAR与聚束式SAR的内在联系,将条带式SAR的回波数据转换为聚束式SAR二维去斜后的同形回波数据。通过对回波数据的分析,提出移变模式下的PFA算法,并用坐标系旋转的方法提高数据利用率。对点目标的仿真实验证实了该方法的可行性,并且得到优于RD的聚焦效果。     

星载双站SAR地面场景回波仿真

双站SAR回波仿真利用小面单元模型和Kirchhoff双站后向散射模型,给出了地面场景后向散射系数的计算方法;为了保证双站SAR精确的相位信息,在时域中模拟双站SAR回波。根据实际的DEM数据进行了计算机仿真,对仿真数据进行成像和干涉处理,结果表明,该方法能够逼真地模拟地面场景的双站散射特性和相位信息。     

机载合成孔径雷达回波数据仿真研究

机载SAR回波数据是机载SAR信号处理的基础,但靠挂飞实验得到的数据价格昂贵且不灵活,也无法分析载机平台运动变化或雷达参数变化对整个SAR系统的影响.针对这一点,本文叙述了回波数据模拟的点目标理论模型并提出了二维SAR回波数据模拟的方法,给出了模拟实验的结果.并举出了这种回波数据模拟的一种应用,既通过点目标模型观察载机加速度误差对成像质量的影响.     

一站固定低频UWB BiSAR时间同步误差分析

时间同步技术是双基地SAR系统的关键技术之一.结合一站固定式低频超宽带双站SAR系统的工作特点,研究了其时间同步误差产生机理.在考虑了不同形式时间同步误差分量的基础上,分别建立了时间同步误差模型,从理论上推导分析了时间同步误差对一站固定式低频超宽带双站SAR成像质量的影响,并给出了量化的同步指标.最后通过仿真验证了理论分析的准确性.工作结果对于一站固定式低频超宽带双站SAR系统设计及同步方法的工程实践提供有力支撑.     

基于改进BP算法的机载双基地SAR成像

首先建立了机栽双基地SAR的几何模型、距离历程和回波模型。接着简要总结了双基地SAR成像的算法思路。通过理论推导改进了单基地BP成像算法使其适合于双基地情况,并探讨了改进的快速BP算法。最后用点目标和面目标仿真验证了双基地下BP算法的有效性和适用性,并与RD算法进行了性能的比较。     

星载SAR海面场景回波仿真

利用分形海面模型、Kirchhoff近似电磁散射模型和基于时序的动态场景回波仿真模型得到星载SAR海面场景回波.给出理想单色波海浪和分形海面回波仿真实例,回波成像结果符合倾斜调制、速度聚束调制和实际海面SAR图像的统计特性,表明该方法有效.仿真得到的回波数据可为星载SAR海面顺轨干涉(ATl-SAR)测洋流、海洋全极化探测、反演海谱等仿真研究提供源数据.     

一般构型机载双站SAR回波信号特性分析

一般构型机载双站合成孔径雷达(SAR)的成像结构与系统参数使其回波信号具有新的特性,文中从残余距离徙动、多普勒参数、回波频谱三个方面对信号特性进行分析。研究结果表明,残余距离走动与残余距离弯曲具有方位向非对称性,宽场景成像中需按照残余距离徙动与二阶相位误差对观测场景进行成像区分块;多普勒质心具有二维扩散性,多普勒调频率与多普勒带宽具有二维扩展性;在距离频域-方位时域校正距离走动可削弱因双站斜视带来的回波信号距离-方位向二维强耦合,推导了距离走动校正后的回波频谱公式。仿真验证了一般构型机载双站SAR的信号特性与距离走动校正方法的有效性。     

相位噪声对单/双基地SAR积累的影响

在相位噪声理论模型的基础上,推导出反映相位噪声导致的相参积累损失因子和信噪比.结合单/双基地合成孔径雷达(SAR)的信号收发关系,给出了单/双基地条件下回波相位噪声的关系式,并以典型机载SAR参数进行相噪对聚焦性能的仿真分析.结果表明,相位噪声对双基地SAR的影响明显大于单基地.该分析方法也可应用于其他类型相参雷达的积累性能分析.     

一种特殊构型的双站SAR的CS实现

针对发射机位于地球同步卫星的双站SAR这种新型成像雷达体制,建立了信号的回波模型,并推导了在这一模型下的Chirp Scaling算法实现.通过大场景点阵目标的仿真证明,该算法处理速度快,无需插值即可实现对SAR原始数据的二维匹配滤波操作进而实现良好的SAR图像效果,可适用于高精度发射机位于同步卫星的双站SAR的成像处理.     

机载双站合成孔径雷达Chirp Scaling成像算法

该文在分析机载双站SAR回波模型的基础上,结合常规单站SAR的Chirp scaling成像算法思想,推导出了双站SAR的Chirp scaling成像算法。对双站SAR的Chirp scaling成像算法进行了误差分析。最后通过仿真验证了算法的有效性。     

基于压缩感知的双基SAR二维高分辨成像算法

双基地合成孔径雷达(SAR)由于收发分置,具有广阔的应用前景,但常规的频域算法不仅面临距离史双根号问题,而且数据采集受Nyquist理论限制,数据量大。近年来提出的压缩感知(CS)理论指出,在一定条件下可以从很少的采样点中以很大的概率重建原始未知稀疏信号。本文将CS理论与双基地SAR模型相结合,提出一种基于CS的双基地SAR二维高分辨成像算法。该算法将二维随机降采样回波数据作为测量值,根据发射信号构造距离向测量矩阵,通过方位向多普勒相位因子构建方位向测量矩阵,利用CS恢复算法对目标进行了分维重建。仿真结果与性能分析表明,该算法在严重欠采样情况下仍能完好的重建原始目标,而且对噪声具有一定的鲁棒性和免疫性。与传统双基SAR成像算法相比,该算法具有更高的分辨率,成像结果峰值更加尖锐,峰值旁瓣比(PLSR)和积分旁瓣比(ILSR)都较低,而且采样率低、数据量少,具有一定的有效性和实用性。      

一般构形双基SAR的chirp-z成像方法

近年来,一般构形双基SAR由于其灵活性等特点,成为SAR的重要研究方向之一,一种典型的一般构形系统就是星一机混合双基SAR.一般空间构形双基SAR由于其具有二维空变性,给成像处理造成困难.针对这一问题,本文分析了基于级数反演法求得的一般构形双基SAR回波二维频率域表达式及其二维空变特性,将此二维频域表达式的相位线性化为目标距离参数和方位位置参数的函数,然后采用两次逆chirp-z处理来解决距离和方位空变问题,由此建立了一般构形双基SAR的chirp-z成像方法.最后通过星-机构形下的仿真验证了此成像方法的有效性.