多发多收星载SAR系统发射波形选择分析

针对多发多收SAR系统发射波形研究的迫切需要,该文对3种具有代表性的可能作为多发多收SAR系统发射波形的信号进行了研究和比较,通过对分布目标的仿真验证其实用性。并在此基础上提出了多发多收SAR系统回波的波形分离和能量分离的原则,推导了应用空时编码的相位补偿量和两发多收实用化系统的通道响应,论证了其相对于单发单收SAR系统在提高信噪比方面的优势。     

利用多发多收技术提高无人机载SAR隐蔽性的研究

本文提出利用多发多收技术降低无人机载SAR系统的脉冲发射频率,使无人机载SAR在尽可能少发射无线电脉冲的情况下获得目标图像信息,提高了无人机的隐蔽性,有效降低了被敌方侦测打击的概率。线型雷达天线两端的两个子阵元同时独立发射同中心频率的正、负线性调频信号,利用获得的多个空间自由度解方位多普勒模糊,并通过CS算法形成目标的二维图像。经仿真验证,该方法是有效的。     

幅相误差对多发多收模式SAR成像影响分析

方位多通道SAR系统采用数字波束形成技术(Digital,Beam-Forming,DBF),有效解决了高分辨率与大测绘带之间的矛盾实现了高分辨率宽测绘带对地观测多发多收模式是方位多通道SAR未来的发展方向。建立了通道幅相特性误差和天线相位中心误差两类误差影响下的回波幅相误差模型,通过对方位向信号脉冲压缩的数学推导,求出了多发多收模式下回波信号的假目标位置和峰值假目标比的解析表达式,从理论上分析了以上两类误差对该系统成像性能的影响。通过点目标成像仿真,验证了公式的正确性,得出了各类成像性能指标随各类误差变化的曲线。     

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。     

毫米波多发多收阵列成像的分级重建方法

在毫米波多发多收阵列成像中,由于收发天线排布不规则,图像重建依赖于逐点计算的反向传播算法,重建速度难以满足快速成像需求.为了解决上述问题,本文提出了一种"粗到精"的分级重建策略,通过基于相位补偿的快速粗重建和基于反向传播的子区域细重建来对多发多收全息数据进行快速处理.通过任意复杂电磁场计算(FEKO)电磁仿真实验对正交...     

基于频域合成方法的多发多收SAR技术研究

多孔径子带合成技术是目前技术条件下多发多收SAR系统可工程实现的技术方案。该文深入研究了基于频域合成的子带合成技术,建立了相应的数学模型。并结合数学推导详细给出了该方法的原理和实现步骤,提出了适用于多发多收SAR系统的滤波器构建方法和算法流程,最终通过计算机仿真验证了该方法的可行性和有效性。     

一种基于频域子带合成的多发多收高分辨率SAR成像算法

针对传统单通道SAR系统无法同时实现方位向高分辨率和大测绘带宽的不足,该文研究了一种基于多载频LFM波形的方位多孔径MIMO SAR系统,建立了相应的几何模型,详细推导了其回波表达式,并提出了一种基于频域子带合成的MIMO SAR高分辨率成像算法.该算法将方位向多普勒解模糊,改进的距离向频域子带合成和CS成像算法相结合...     

多发多收探测雷达定位精度分析

多发多收是提高雷达系统定位精度的重要手段之一, 为分析不同形式多发多收定位精度, 采用二维定位几何精度稀释分析方法, 分别针对两发两收、两发四收和三发三收三种探测方式进行了仿真分析.结果表明:两发四收探测系统定位精度比两发两收系统整体上提高, 在基线近区提高比较明显; 三发三收探测系统克服了两发两收探测系统在基线上定位盲区的缺点, 但与两发四收探测系统相比, 除基线附近外,在三站围成的定位区域内定位性能并没有明显提高.仿真结果为多发多收探测系统选取、布站提供了理论参考, 具有一定的工程应用价值.     

SAR回波模拟中回波信号多普勒相位计算方法在FPGA上的实现

多普勒相位作为被测目标信息获取的重要来源,其计算精度成为基于FPGA实现合成孔径雷达实时回波模拟技术的关键要素。本文针对多普勒相位计算过程中存在的数值开方运算以及FPGA中专用开方器件的缺失性问题,在保证原始数据的仿真精度以及满足大位宽数据的仿真需求基础下,以Xilinx Virtex6 sx315t为硬件平台,使用两种FPGA常用的近似方法----泰勒级数展开和CORDIC算法,对于多普勒相位的定点求解进行了程序设计与实现,并将仿真结果与MATLAB双精度数据进行对比,验证了精度的有效性。      

高效星载TOPSAR场景回波信号模拟方法

星载TOPSAR回波信号模拟中时域逐点法运算效率低,而2维频域法又无法直接模拟星载TOPSAR回波信号。针对这个问题,该文提出了一种高效的星载TOPSAR模式场景回波模拟方法。该方法在距离向上利用参考点回波与场景散射矩阵卷积完成,在方位向上采用对逐个慢时间进行模拟和存储。文中详细给出该方法的处理流程,分析了该方法的运算量,同时还对比了点目标模拟结果与精确的时域模拟方法的差异,最后利用模拟回波信号的成像及干涉结果验证了该文方法的有效性。     

非平稳机载全极化SAR定量化测量误差分析及处理方法

即使SAR系统内外定标非常准确,在不同飞行条件下,机载全极化SAR测量精度仍然存在一定的变化,特别在非平稳及高波段时,精度恶化较为严重。针对该问题,该文首先建立了非平稳环境下全极化SAR误差模型,然后分析了分时收发体制下通道间轨迹的微弱变化对极化相位不平衡度的影响,指出随着波段的提升,相同运动误差导致的相位不平衡度相应加重,据此给出了相应的处理方法。最后通过仿真及高分航空专项S波段SAR获取的数据对该方法进行了检验,开展的多次应用示范,也验证了方法的有效性和稳定性。     

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.     

三维目标曲线SAR成像的降维搜索算法

曲线合成孔径雷达(CurviLinear Synthetic Aperture Radar,CLSAR)利用雷达平台的单条曲线轨迹就可形成三维成像所需的曲线合成孔径。由于CLSAR采集的数据在三维频率空间是稀疏的,简单地采用非参数化方法所获得的图像几乎无法使用,所以有价值的目标三维像必须采用参数化方法来获得。该文提出一种新的适用于CLSAR的目标三维成像算法。该算法巧妙地利用了接收数据中距离方向与垂直距离方向参数间的弱耦合性,将高维优化问题解耦为低维优化问题,并顺序地估计出相应参数,最后采用一个迭代过程进行参数求精。仿真实验表明,新算法是一种适用于CLSAR的有效的目标三维成像算法。     

基于单通道SAR多子孔径空频处理的动目标检测算法

该文提出了一种基于单通道多子孔径空频自适应处理的运动目标检测方法：首先给出了基于方位频谱划分获取子孔径的处理过程,构造出类似于多通道的子图像。详细分析了多子孔径空时等效信号的原理,将不同合成中心时刻的子孔径序列所获得的回波信号等效成同一时刻不同空间位置所获得的回波信号,利用时延差异来获取空间信息,建立起后续处理的2维信号模型。在此基础上,结合多通道杂波抑制的思想,提出了采用多子孔径间空频自适应处理实现杂波抑制与运动目标检测的算法。最后,仿真实验验证了该方法的有效性。     

基于电磁散射的复杂目标SAR回波与图像仿真

复杂目标的SAR图像仿真技术,对于目标识别与解译研究具有重要意义。该文提出的仿真算法,从目标的3维模型出发,运用弹射线原理,通过仿真全方位,全频带的目标散射系数来构建回波并成像。改传统平面波入射为球面波入射,使得算法不仅能够仿真远场成像系统,也适用于近场仿真成像。标准体实验,验证了算法的近远场,全极化,多角度,宽频带的仿真能力;复杂目标的仿真结果,同实测数据相比十分逼真。     

Spaceborne SAR real-time echo simulation platform based on VPX

To perform the ground test of a spaceborne Synthetic Aperture Radar （SAR） system, an echo simulator with the characteristics of multimode, multi-assemblage, and real time is proposed in this paper. A hardware platform of the real-time echo simulator based on the VPX bus is designed. With this platform, real-time multi-point echo generation and scenario targets echo generation can be achieved by the real-time signal processing in Field Programmable Gate Array （FPGA）, utilizing the parameters calculated by the industry computers. Fklrthermore, this platform can output different signals if it is expanded to multi-channels, making it possible for the assignment of echo generation and test in different spaceborne SAR modes. The test results with the actual SAR system show that this platform can satisfy the system requirements and is now used in practice.     

调频连续波SAR非线性处理方法研究

合成孔径雷达系统畸变引入的幅相误差严重影响了雷达的成像效果,必须予以校正才能获得高质量的图像。该文针对调频连续波SAR系统频率响应非理想特性引入的幅相误差以及信号扫频非线性误差对系统性能的影响,分析建立了存在系统误差的调频连续波SAR系统回波信号模型,研究了系统误差估计与校正的问题,并考虑小型化调频连续波SAR实时成像处理的需求,提出了一种改进的适合实时成像处理的调频连续波SAR的高精度非线性距离-多普勒成像处理算法。最后,通过理论推导和仿真分析,验证了算法的可行性和有效性。     

基于最小全变差的SAR图像自聚焦算法

该文分析了方位一维图像的全变差范数随二次相位误差的变化情况,得到全变差范数是二次相位误差的单峰函数的结论,且在二次相位误差等于零时全变差范数最小。从而利用全变差范数作为性能函数,采用黄金分割最优化算法,通过循环迭代得到自聚焦的SAR图像。实验结果表明此算法在处理二次相位误差时优于相位梯度自聚焦算法。通过算法复杂度的分析表明该算法的计算量约为相位梯度自聚焦的二分之一。     

超高分辨率机载SAR高精度子带拼接与处理方法研究

随着合成孔径雷达(SAR)的发展,对目标细节的观测越来越受到重视。SAR图像的分辨率越高,获取的细节信息就越多。目前,一种实用性较高的技术是,利用步进频率线性调频信号波形获取超高分辨率SAR图像。这种技术基于不同子带信号的步进载频关系,通过子带拼接来合成大带宽信号。然而,子带拼接对于基带信号误差非常敏感,该文首先提出一种基于回归和统计学的信号预失真方案。在补偿完子带内的误差后,将子带间的误差转化为一个多变量的优化问题。最后,通过X波段机载SAR系统飞行实测数据验证了所提方法的有效性。