基于级数反演和数值计算的广义双基SAR距离徙动成像算法

收发平台速度大小和方向均不相同的双基SAR是一种广义的双基SAR,具有广阔的应用前景。该文首先分析指出,对于基线较长的广义双基SAR,很难简单地将其通过一定补偿而等效为单基SAR处理,接着提出了一种基于级数反演和数值计算的距离徙动算法,最后采用该方法对仿真数据进行处理,得到了良好的成像结果。理论分析和仿真结果表明,该方法可有效应用于长基线、大斜视角的广义双基SAR成像。     

FMCW SAR距离徙动成像算法研究

调频连续渡合成孔径雷达（FMCWSAR）是一种新近被提出来的成像雷达体制,它结合调频连续波与合成孔径成像技术,具有体积小、重量轻、成本低、分辨率高等一系列优点。距离徙动算法（RMA）能对整个区域基于散射点模型实现无几何形变的完全聚焦。针对FMCWSAR的特点,分析了调频连续波合成孔径雷达的信号模型,研究了适合于FMCWSAR的距离徙动算法,最后通过计算机仿真验证了该算法的有效性。     

双站SAR距离徙动算法

由于空间关系复杂，双站合成孔径雷达（SAR）数据的成像处理是一个难点。但在合成孔径时间内可以近似认为他们的轨道是直线且相互平行。利用驻定相位原理，推导双站SAR在航迹平行、飞行速度相同时回波信号的二维频域表达式；然后采取一定近似，提出双站的距离徙动算法（RMA），并用仿真结果验证算法的有效性。     

FM-CW SAR距离徙动算法研究

FM-CW SAR是一种新近被提出来的雷达成像体制,它结合连续波与合成孔径成像技术,具有结构简单、体积小、重量轻和分辨率高等一系列优点。文中结合调频连续波特性与合成孔径雷达工作特点,对调频连续波合成孔径雷达波数域成像算法进行了研究。推导了调频连续波信号的波数域模型,研究了调频周期内平台连续运动对调频连续波合成孔径雷达波数域模型的影响,进而提出了一种适用于调频连续波合成孔径雷达的改进距离徙动算法,并通过仿真验证了改进算法的有效性。     

基于参数估计的高分辨率SAR运动目标距离徙动校正方法

距离徙动校正(RCMC)是机载单天线高分辨率合成孔径雷达(SAR)实现运动目标聚焦成像的关键环节。针对现有方法运算量大、精度低的缺点,该文提出一种结合参数估计分4步完成的RCMC方法。该方法首先通过结合能量均衡法的Hough变换估计距离向速度并校正距离走动,然后以初始方位向调频率校正距离弯曲,再采用Map-drift估计精确的方位向调频率,最后校正残余距离弯曲。与传统方法相比,该方法计算量较小,性能稳定,并能够校正高分辨率下不可忽略的残余距离弯曲。该文给出新方法的数学模型,并通过仿真和实际数据处理验证了该方法的有效性。      

一种适用于星载大斜视聚束SAR的改进距离徙动算法

星载大斜视聚束合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）探测范围大、目标驻留时间长,有广泛的应用前景,但会带来较大的距离徙动,使得回波信号耦合严重。传统算法使用固定窗接收数据,为了采集完整,则需要较大的采样窗,但采得数据中存在大量的无效数据,采样效率很低。为解决时域采样效率低等问题,可使用滑窗接收模式,但该模式一般结合时域算法或极坐标格式算法使用,而在星载SAR大场景成像的情况下,时域算法计算效率低下,极坐标格式算法的聚焦半径较小,因此本文提出了一种改进的距离徙动算法来解决大斜视滑窗接收模式下的高效精确成像问题。本文建立了滑窗接收模式下的时域回波模型,利用傅里叶变换的性质推导出精确两维解析频谱,并基于上述两维解析频谱,提出雷达视线坐标系下的两维空间域解耦方法并给出对应的完整成像处理流程,最后通过仿真实验验证算法的有效性。本文提出的新方法既能解决大斜视两维频谱扭曲带来的频域采样效率低下问题,又可避免传统方法在大斜视模式下的残留距离徙动放大问题,为后续的自聚焦处理提供便利。     

SAR成像徙动变换对

在Chirp Scaling算法的研究基础上，本文提出了徙动变换对的概念。并找到了一种徙动变换对，这个变换对既可以实现SAR成像，也可以模拟出距离徙动影响，得到近似原始信号。仿真结果验证了本方法的有效性。     

基于级数反演的双基前视高机动平台SAR成像算法

双基前视高机动平台合成孔径雷达BFHM-SAR是一种新型合成孔径雷达成像模式,可实现高机动平台末端俯冲阶段全程二维高分辨成像。由于BFHM-SAR中收发平台沿曲线轨迹运动且均具有较大的速度和加速度,导致双基距离历程中存在双根号下高阶项的问题。此外,该构型相较于单/双基直线轨迹SAR,存在更为严重的距离徙动问题。针对上述缺陷,文中首先在时域对距离走动量进行校正以减少二维耦合量,然后在斜距精确高阶近似的基础上结合级数反演思想推导出信号的二维频谱,在距离频域-方位多普勒域进行剩余的距离走动和距离弯曲的校正,最后完成二维脉冲压缩,在实现高分辨成像。文中对该构型下特殊的方位向聚焦深度的问题也进行了具体分析,仿真实验结果验证了成像算法的正确性和可行性。     

基于最小均方误差NUFFT的SAR成像算法

在合成孔径雷达成像算法中，距离徙动算法（RMA）在大面积成像以及低波段的情况下成像效果良好，尤其对超宽带雷达成像有较好效果。但是RMA需要精确的插值，这就会引起庞人的计算量。文中将非均匀快速傅里叶变换（NUFFT）应用到RMA成像算法中，用NUFFT来替换RMA中的Stolt插值和距离向的逆快速傅里叶变换，去除了Stolt插值而引起的巨大的计算量，仿真结果证明了该算法的有效性。     

星/机双基地混合滑动聚束式SAR距离-多普勒成像算法

该文提出了星/机双基地混合滑动聚束式SAR的距离-多普勒成像算法。文中首先通过级数反演法得到了此双基构型下场景目标的2维频谱,并通过解析近似得到随距离空变的频谱表达。在此基础上,提出了先根据谱分析技术对回波信号进行方位去混叠处理,再进行2维频域处理得到全孔径聚焦的双基地SAR 距离-多普勒成像算法。该算法不需要进行子孔径分块和插值操作,运算量小,效率高。最后通过仿真实验验证了算法的有效性。     

基于二次距离压缩的双基地合成孔径雷达斜视成像算法

根据Tandem模式双基地SAR几何关系及其信号模型,该文给出了一种适用于该模式下的基于二次距离压缩的斜视成像算法,成功地解决了由于接收、发射平台分置而产生的不同于单基地SAR的二次距离压缩、距离徙动校正和方位聚焦问题。仿真表明在任意双基地角情况下,该算法均能得到很好的成像结果。     

一种基于距离补偿的分布式小卫星双基SAR成像方法

在一定条件下,分布式小卫星双基SAR可近似认为是一种信号发射器与接收器平行运动的双基SAR系统。针对其结构特点,该文提出一种基于距离补偿的成像方法。通过该方法可把双基SAR的相位信息以单基SAR 的形式表示,这样就可利用单基SAR的成像算法对双基SAR进行研究。本文结合波数域算法对这一方法进行了阐述,并给出了仿真结果。仿真结果表明,该方法可有效应用于分布式小卫星双基SAR的成像中。     

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.     

基于距离走动校正的星载SAR成像算法

该文提出一种适合大距离徙动星载SAR的成像算法,该算法首先要对回波信号的距离走动进行校正,因而距离向和方位向的耦合度大大减小,成像质量得到提高。文中详细地推导出了该算法。然后对距离多普勒域的调频斜率的近似误差进行了分析,并与普通的斜视算法进行了比较。最后通过点目标成像仿真和实际数据成像仿真,验证了该算法的有效性。     

基于HQBA的平移不变双基地SAR成像

该文使用HQBA(Half Quasi-Bistatic Angle)的概念和驻定相位原理,推导平移不变双基地SAR点目标回波信号的二维精确频谱,深入分析频谱中各相位项的物理意义,提出基于HQBA计算的RD成像处理流程,并对平移不变双基地SAR的HQBA,RCM和成像效果进行仿真。结果表明,该方法能有效校正平移不变双基地SAR的距离单元徙动,提高成像质量。     

双站SAR NCS成像算法

针对双站SAR的大斜视工作模式,该文在双站SAR回波模型和RD域距离方程的基础上,结合常规SAR的NCS算法,提出了一种基于双站SAR大斜视模式下的NCS算法,详细分析了算法中关于多普勒质心的方位模糊及距离向成像位置这两个关键问题。最后通过计算机仿真,验证了该算法的有效性。     

一种适用于机载/固定站构型 BiSAR 成像的改进相位梯度自聚焦方法

在机载/固定站构型双站合成孔径雷达(Airborne/Stationary Bistatic Synthetic Aperture Radar, A/S-BiSAR)成像中,回波信号方位不变性的假设不再成立;完成距离徙动校正和距离压缩之后,同一距离单元处信号的多普勒调频率具有沿方位向变化的特性.该信号特性导致了传统的相位梯度自聚焦(Phase Gradient Autofocus, PGA)方法对相位误差的估计精度显著下降.针对该问题,该文提出了一种改进 PGA 方法.与传统 PGA 方法相比,该方法通过增加对样本信号的剩余二次相位补偿,有效减小了变化的多普勒调频率对相位误差估计的影响,从而提高了对相位误差的提取精度;此外,该方法考虑了对距离空变相位误差的估计和补偿,使之适用于宽测绘带条件下的 A/S-BiSAR 成像.实测数据的处理和分析验证了该文方法的有效性.     

双基SAR成像的点目标解析频谱研究

双基SAR距离徙动由于存在两个双曲线形式,使用传统的驻定相位原理方法难以解析得到双基下的目标二维频谱。该文总结了LBF方法,级数反演方法,利用双基成像几何的瞬时频率方法以及基于等效单基思想的DMO方法,并给出了必要的分析,给出了DMO方法和GBF的等效性,验证了在任意构型下级数反演方法和LBF的关系。通过不同双基构型下的点目标成像仿真结果详细分析了各种方法的聚焦性能。     

基于尺度变换原理的SAR波数域成像算法

距离徙动算法(RMA)作为一种合成孔径雷达(SAR)频域成像算法,理论上能够达到最优性能。然而,该算法采用逐像素点卷积运算实现Stolt映射,其计算效率无法满足SAR大数据量处理需求。据此,该文提出基于尺度变换原理(PCS)的RMA成像算法。首先,将SAR回波数据沿距离向进行划分,利用子带参考距离处2阶距离方位耦合项与高阶项对子带信号进行补偿;然后,转化非线性Stolt映射为线性形式;最后,利用PCS原理实现Stolt插值,以实现高效率的数据重采样。所提PCS-RMA算法仅利用快速傅里叶变换和复矢量相乘操作即可实现改进型Stolt映射,兼具良好的聚焦性能与较高的计算效率。基于多组仿真数据与X波段1.2 GHz带宽的机载SAR实测数据处理结果,验证了所提算法的有效性,同时该算法可进一步应用于弹载/星载/无人机载SAR数据的快速成像处理。