周期性非均匀采样实现星载SAR高分辨宽测绘带成像

针对单通道星载SAR系统高分辨与宽测绘带之间的矛盾,该文提出了一种周期性非均匀采样的解决方法。该方法利用非均匀的方位采样,避开距离盲区的重叠,使得相同距离单元的盲区最多出现在一个采样通道内;然后利用方位采样的周期性,构造出等效的多通道数据,通过多通道解模糊的方法实现方位信号频谱恢复。文中还详细分析了非均匀采样的优化设计方法。最后仿真实验验证了该文方法的有效性。     

超高分辨大测绘带星载MIMO-SAR成像

星载多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)可以解决方位向高分辨和大测绘带之间的矛盾.为了在扩大测绘带宽度的基础上进一步实现距离向超高分辨,首先选用正交频分线性调频信号( OFD-LFM)作为发射信号形式,对MIMO-SAR的发射体制进行了初步设计;然后针对大带宽、宽测绘带对成像算法的限制,选用精确度高的距离徙动算法(RMA)对回波数据进行处理,给出了结合空频域带宽合成的RMA成像流程,相比时域带宽合成方法,在确保成像精确性的同时,文中的成像流程计算步骤更少,运算量更低,大大提高了计算效率.     

一种基于卡尔曼滤波的多发多收SAR成像算法

该文提出了一种用于多发多收SAR的卡尔曼滤波的成像算法。该算法采用多发多收的方式获得更多的场景信息,通过降低脉冲重复频率(Pulse Repetition Frequency, PRF)获得非模糊的宽测绘带。多路发射信号采用正交编码的形式。通过卡尔曼滤波算法对场景实现了高分辨率重建。最小均方误差(Minimum Mean Square Error, MMSE)估计准则成功解决了传统成像算法中存在的多通道信号正交模糊的问题。理论分析了该算法的正确性,仿真试验验证了算法的有效性。     

FDA-SAR高分辨宽测绘带成像距离解模糊方法

由于多普勒模糊和距离模糊的制约,星载合成孔径雷达（SAR）成像方位高分辨率和宽测绘带成像之间存在严重的矛盾.针对这一问题,该文提出了基于频率分集阵列（FDA）SAR系统的高分辨宽测绘带成像距离解模糊方法.该方法基于FDA的距离维可控自由度,利用FDA发射导向矢量的距离和角度二维依赖性,在空间频率域实现距离模糊回波的分离并对不同距离模糊区域分别进行成像处理,解决了星载SAR成像测绘带宽对方位高分辨率的制约问题.仿真实验验证了所提方法的正确性和有效性.     

分布式干扰对InSAR成像的影响

干涉合成孔径雷达(InSAR)是一种具有三维成像效果的雷达系统,其在SAR成像的基础上有效结合了干涉技术的特点.分析了 InSAR成像的基本原理,研究了分布式干扰对干涉合成孔径雷达成像的影响,仿真了分布式干扰对InSAR成像的干扰效果.     

星载多站方位多通道高分辨宽测绘带SAR成像

结合数字波束形成技术,星载方位多通道合成孔径雷达(SAR)系统可以克服最小天线面积限制,实现高分辨宽测绘带(High Resolution and Wide Swath, HRWS)SAR成像。结合多站SAR系统即可实现高分辨干涉合成孔径雷达(Interferometric SAR, InSAR)地形测绘。该文通过分析星载多站模式下各接收通道接收回波的信号模型,推导得到了其相对于参考接收通道接收回波的通用相位补偿公式,该公式同时补偿了由沿航向和垂直航向基线引起的相位误差,然后对基于最优Capon法的多相位中心解模糊成像的保相性进行了分析证明,由此得到了解模糊后每个方位时刻回波所对应的卫星轨道信息,为后续干涉处理及目标定位等奠定基础,最后利用地球椭球模型仿真的星载双通道多普勒模糊回波数据验证了该文方法的有效性。     

一种正前视宽扇区高分辨雷达扫描成像方法

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）只有照射到飞行方向左、右两侧的感兴趣成像区域时才能处理出高分辨率SAR图像,飞行方向正前方的成像区域就成为了SAR成像的固有盲区。三通道（和、方位差、俯仰差）毫米波单脉冲成像雷达能够实现对正前视场景的二维成像,获取单脉冲图像。提出对SAR/单脉冲图像进行图像配准和融合拼接的方法：首先利用多尺度多方向二维Gabor滤波器组分别对SAR/单脉冲图像进行特征提取,然后对两组特征矩阵进行归一化互相关匹配,对匹配好的图像进行像素级融合处理,得到完整的正前视宽扇区高分辨雷达图像。试验数据成像处理结果表明,所提复合成像算法能够对飞行正前方宽扇区范围内进行高分辨成像,有效解决了工程实际中碰到的正前视高分辨成像盲区的难题,对于前视雷达成像侦察、弹载雷达目标区域景象匹配、飞行器夜航、盲降等具有一定的工程实际意义。     

基于柱形抛物面天线的MIMO SAR研究

为了实现星载合成孔径雷达(SAR)的高分辨率宽测绘带成像,该文提出一种基于柱形抛物面天线的多发多收合成孔径雷达系统(MIMO SAR)。根据对系统结构和短偏移正交(STSO)发射波形的分析,该文给出该系统的具体处理方法。基于柱形抛物面天线易于在俯仰向形成高增益窄波束的优势,该系统能够利用数字波束形成技术对不同波形回波数据进行有效分离,从而获取更多的方位向等效相位中心。通过方位向多通道数据重构处理,成像场景回波数据可利用传统成像算法进行成像。仿真结果表明,该系统能够确保MIMO SAR的成像质量,并具有良好的成像性能。     

弹载SAR宽域成像的扫描参数设计

针对弹载条带合成孔径雷达(SAR)在末制导阶段由于波束覆盖范围窄和成像时间短,不易获得所要求的大面积图像的问题,提出了一种新的波束扫描方案,并根据导弹在末制导阶段的飞行特点,结合子孔径处理方法,对波束扫描参数进行了理论分析和设计.仿真结果表明,与条带SAR相比,该扫描SAR能有效地在较短的数据录取时间内获得大面积的SAR图像.     

正交波形MIMO雷达对发射杂散影响的改善

雷达在波形产生和传输过程中会产生杂散信号,这些杂散信号可能干扰雷达检测,产生EMI等。由于正交波形MIMO雷达各个发射通道的发射信号波形是正交的,而某些发射杂散对阵列是不相干的,因此不会产生阵列处理增益,从而就减小了对雷达本身及其他RF系统的干扰。本文分析了雷达发射杂散的信号模型,讨论了发射杂散对正交波形MIMO雷达和传统相控阵雷达的目标检测性能的影响,说明了MIMO雷达在减小杂散影响方面的性能优势。     

星载高分辨率宽幅成像技术分析

从星载合成孔径雷达的分辨率与成像幅宽的关系出发,分析了2种高分辨率宽幅成像技术的基本原理,其中一种可以实现高分辨率条带成像模式;另一种可以实现高分辨率马赛克成像模式.并提出了各自需要解决的关键技术.最后,通过2种技术的性能比较,指出了各自的应用范围.     

一种高能量发射效率MIMO天波雷达方案

 为提高阵元空间多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)天波超视距雷达(Over-The-Horizon Radar,OTHR)发射天线辐射能量效率,提出了降维分时波束空间MIMO-OTHR方案,并在该方案下实现了发射自适应波束形成.该方案降低了不可见波束区发射能量,无方向图起伏过大问题,发射自由度降低较少,适合在多径杂波个数较多的背景下应用,且只需要简单的波束控制,易于工程实现.理论分析和仿真实验验证了该方案的有效性.     

MIMO雷达非严格正交信号单脉冲测角方法

MIMO雷达发射正交信号波形时,可以在接收端匹配滤波后使用单脉冲和差波束比幅测角技术测量发射角(DOD)。现在讨论的正交信号一般都是严格正交的,而实际中发射信号往往非严格正交,文中将从定义上区别这两种信号。当发射信号非严格正交时,会严重恶化单脉冲测角方法中左、右、和三个波束的形状,给这种测角方法带来较大的测量误差。针对这一问题,通过分析发射信号间的互相关矩阵特性,找出了误差产生的原因,并提出了相应的解决方法,实现了这种方法下发射角的高精度测量,最后通过仿真验证了所提方法的有效性。     

基于LFMCW体制的分布式SAR高分辨率成像方法研究

分布式微小卫星SAR是实现小型化、低成本星载SAR系统的重要途径,然而,在该体制下,如何充分利用分布式系统资源,实现高分辨率成像是其面临的关键问题之一。该文提出一种利用LFMCW信号实现分布式微小卫星平台SAR的方法,并基于方位向编队飞行的微小卫星构型,对其信号模型与高分辨率成像方法进行了研究。该文方法使用多颗微小卫星同时发射与接收频分LFMCW信号,利用交叉接收的构型使不同频带收发天线所形成的等效相位中心重合,进而在距离向对信号进行频带合成以恢复全带宽信号,从而实现高分辨率SAR成像。该方法实现了分布式平台信号的频带合成,为高分辨率LFMCW SAR技术在微小卫星平台上的应用提供了理论支撑。仿真实验验证了理论分析的正确性以及方法的有效性。     

MIMO雷达稳健的发射波束形成算法

针对发射导向矢量存在未知误差的问题,该文提出了一种MIMO雷达稳健的发射波束形成算法(Robust Transmitting Beamforming, RTB)。该算法在稳健的接收波束形成算法的基础上,以最大化最差情况输出信干噪比为优化准则,对发射导向矢量误差做稳健的发射波束形成。RTB算法属于对角加载方法。仿真结果表明,相比于已有算法,RTB算法的稳健性更好、计算复杂度更低、收敛速度更快。     

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...     

双频段多通道SAR宽幅成像技术研究

现代星载海洋监视雷达既需要高分辨率,又要有大成像幅宽能力。但分辨率和成像幅宽在常规合成孔径雷达成像模式下往往不能同时兼顾。文中分析了二者之间存在矛盾的原因,提出一种能兼顾的双频段多通道解决方案,对其在工程实施中存在的关键技术进行了重点阐述,明确了技术实施途径。通过机载实验试飞,验证了关键技术工程实施的有效性和可行性。     

一种高分辨率多基线InSAR三维层析成像方法

多基线InSAR(Muti-baseline InSAR)可以进行三维层析成像,用于地面遥感与地下地质情况分析。受限于实际系统,多基线InSAR的基线数目非常少,使用传统方法成像时分辨率很低。为提高高度维分辨率,文中建立了多基线InSAR成像的阵列信号处理模型,将阵列信号处理中的MUSIC算法应用到多基线InSAR的高度维成像中,进行数字仿真实验,仿真结果表明,文中的方案能提高多基线InSAR高度维的分辨率,获得较低的旁瓣。     

一种对MIMO 雷达正交QPSK 信号的参数估计方法

针对多输入多输出雷达所采用的正交四相编码信号,提出了基于循环自相关函数的参数估计方法。文中首先对正交四相编码信号模型的循环自相关函数和循环谱密度函数进行了推导;然后,依据推导结果,通过对循环谱密度函数最大模值位置的搜索完成了对信号载频的估计;最后,对不同延时条件下循环自相关函数在相位修正后进行累积,实现了对码速率的估计。仿真表明,文中算法在信噪比优于1 dB 后,可以较好地完成对正交四相编码信号的调制参数估计。