调频连续波SAR信号分析与成像研究

镇对调频连续波SAR与脉冲式SAR工作体制的不同,从而带来不同的回波表现形式,该文对调频连续波SAR回波信号进行了建模,分析了信号的特征,揭示了平台的连续运动在距离向产生一个多普勒频移的特性,将去斜接收体制固有的残余视频相位分离成卷积的形式,并在频域完成补偿,给出了适宜于连续波SAR成像处理的改进频率变标算法,相对于原有的频率变标算法,几乎没有增加额外的运算量。最后通过点目标仿真验证了该文分析的正确性和所提算法的有效性。     

一种斜视FMCW SAR的等效正侧视处理方法

本文分析了斜视调频连续波SAR中载机连续运动的影响——产生多普勒频移,以及其对图像聚焦的影响,建立了斜视调频连续波SAR信号模型,在分析了现有频率变标算法在斜视角较大情况下失效根源的基础上,提出了一种斜视数据等效正侧视处理方法,通过对斜视数据的预处理,将斜视数据按正侧视的方法来处理;针对预处理带来的方位聚焦深度的制约,采用方位非线性调频变标处理克服方位聚焦深度的限制.最后通过点目标仿真数据处理验证所提算法的有效性.     

一种消除调频连续波SAR距离频谱混叠的FS算法

原始的频率变标算法(Frequency Scaling, FS)用于调频连续波SAR 成像处理时,会导致严重的距离频谱混叠。该文从频率变标算法原理出发,结合傅立叶变换的尺度变换性质从距离时域和距离频域的角度进行分析,通过引入归一化因子,提出了一种消除距离频谱混叠的改进FS 算法。该算法保留了原RVP 项,并且不改变原始FS算法的处理步骤和处理效率。最后利用该算法对点目标进行聚焦成像,验证了该算法的有效性。      

基于二阶Keystone变换的双站前视SAR成像算法

由于回波信号具有剧烈的二维耦合和距离徙动特性,相比传统的单站合成孔径雷达(SAR)而言,双站SAR数据的成像处理更具有挑战性,双站前视SAR则更是如此。由于没有解决距离徙动的空变性和高阶距离-方位耦合,导致目前现存的成像算法效果较差,成像范围也受到较大限制。针对上述问题,文中提出了一种基于二阶Keystone变换(KT)和改进的非线性调频变标(NLCS)方法的成像算法。首先,利用线性距离徙动矫正去除线性距离徙动和多普勒中心频率;然后,采用二阶KT来补偿距离弯曲;最后,采用改进的非线性调频变标方法用于均衡不同点目标方位空变的多普勒调频率。仿真结果证明了该算法的有效性。     

基于FMCW的大斜视SAR成像研究

针对调频连续波SAR与脉冲式SAR工作体制的不同,从而带来不同的回波信号形式,该文对基于调频连续波的大斜视SAR回波信号进行建模,分析信号的特征,揭示平台的连续运动在距离向产生一个多普勒频移的特性,从而导致目标的径向移动。同时,针对调频连续波SAR大斜视Dechirp数据,提出了时域走动校正、频域多普勒频移校正、距离弯曲校正的改进R-D算法,仿真数据处理结果验证了该文分析的正确性和所提算法的有效性。另外,对于平台连续运动引入的多普勒频移,该文也分析了其对成像造成的影响。     

LFMCW SAR非线性校正成像方法研究

线性调频连续波合成孔径雷达（LFMCW SAR）是一种新近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。然而,由于受系统的影响,调频信号的频率和时间并不完全满足线性关系。在详细分析了LFMCW的调频非线性对距离分辨率及FMCW SAR成像质量的影响之后,提出使用分段线性拟合的方法估计调频信号的非线性,并提出了非线性的校正方法,研究了存在非线性时的FMCW SAR成像算法,并给出了仿真结果,验证了该方法的有效性。     

LFMCWSAR非线性校正成像方法研究

线性调频连续波合成孔径雷达(LFMCW SAR)是一种新近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.然而,由于受系统的影响,调频信号的频率和时间并不完全满足线性关系.在详细分析了LFMCW的调频非线性对距离分辨率及FMCW SAR成像质量的影响之后,提出使用分段线性拟合的方法估计调频信号的非线性,并提出了非线性的校正方法,研究了存在非线性时的FMCW SAR成像算法,并给出了仿真结果,验证了该方法的有效性.     

一种串行双基SAR的SIFT成像算法(英文)

针对串行双基地合成孔径雷达(SAR)中的距离徙动的空变问题,该文提出了一种变标逆傅里叶变换成像算法,通过两次相位相乘和一次卷积操作实现距离徙动的精确校正。该算法基于一种由几何关系公式方法推导出的严格解析双基点目标频谱,可以完成长基线距离比条件下的串行双基 SAR 的数据处理。仿真实验和对比实验验证了该算法的有效性和优越性。此外,不同于其他的变标算法,该变标逆傅里叶变换(SIFT)成像算法不依赖于信号的线性调频特性,同样适用于相位编码信号,有更广的适用范围。     

一种平行航线双基聚束式FMCWSAR的两步处理方法

本文首先对基于调频连续波（FMCW ）的平行航线双基聚束式SAR回波信号进行了建模,分析了雷达发射信号过程中载机连续运动带来的多普勒频移的影响。之后利用瞬时频率的概念,通过引入最近距离和、最近距离差以及半类双基角等变量,推导出平行航线双基聚束式FMCW SAR回波信号的二维波数域表达式,在此基础上提出了一种针对平行航线双基聚束式FMCW SAR数据的两步处理方法。两步处理方法首先通过方位预滤波处理实现方位谱解模糊,然后通过残余聚焦实现多普勒频移补偿以及双基的频率变标处理,同时,对方位预滤波处理各步操作引起的数据时频关系变化进行了分析。仿真数据处理验证了本文分析的正确性和算法的有效性。     

FM-CW SAR距离-多普勒成像算法研究

调频连续波(FM-CW)合成孔径雷达因其体积小、重量轻、低成本及分辨率高等特点越来越受到关注。该文详细推导了调频连续波(FM-CW)体制下去调频FM-CW SAR信号模型,对FM-CW SAR 的特有问题如RVP,斜置,距离走动现象进行了深入研究,提出了改进的去调频FM-CW SAR的距离-多普勒成像算法。通过理论推导及仿真实验,验证了模型和算法的可行性与正确性。     

改进的机载阵列调频连续波合成孔径雷达前视成像方法

机载阵列前视合成孔径雷达(SAR)信号模型中忽略载机速度会影响成像。针对该问题,在调频连续波(FMCW)SAR信号模型中考虑了载机速度,分析了载机速度的影响和载机连续运动引入的多普勒频率偏移的特点,结合Frequency Scaling算法,研究了机载阵列FMCW SAR前视成像。成像仿真和性能参数分析表明:改进方法可精确实现载机运动条件下的FMCW SAR前视成像。     

直升机载高分辨调频连续波旋转式SAR成像算法研究

本文提出一种新的基于调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW）的直升机载旋转式合成孔径雷达（Rotating Synthetic Aperture Radar,ROSAR）成像模型,并给出了相应的成像算法.该方法首先利用等效相位中心原理,将收发分置天线系统的回波信号等效为“自发自收”单基系统.在此基础上,使用高阶逼近原理建立了ROSAR的回波信号模型,结合级数反演的思想推导出其精确的二维频谱表达式,分析了雷达天线连续运动的影响--产生多普勒频移,并给出其补偿方法.最后运用高效的Chirp-Z变换校正了距离单元徙动空变性,得到了聚焦良好的SAR图像.仿真结果验证了分析结论的正确性和算法的有效性.     

FMCW SAR运动补偿处理技术研究

调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)技术与合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)技术的结合,促进了小型化、低成本、低功耗、高分辨率成像传感器的发展.本文建立了非理想情况下FMCW SAR的回波信号模型,分析了FMCW SAR运动补偿处理同脉冲体制SAR的区别;提出了完整的三维误差补偿流程,并分别论证了前向运动误差及沿视线方向(Line of Sight,LOS)方向运动补偿处理方法;文中最后采用FMCW SAR实测数据对所提处理流程进行了验证.     

Waveform-Diversity-Based Millimeter-Wave UAV SAR Remote Sensing

To integrate a synthetic aperture radar (SAR) into an operational unmanned airborne vehicle (UAV), it should be as small as possible to meet stringent limitations of size, weight, and power consumption. It appears that the novel combination of millimeter-wave frequency-modulated continuous-wave (FMCW) technology and SAR techniques can provide an optimal solution. However, some efficient techniques should be applied to resolve range/Doppler ambiguities in FMCW UAV SAR systems. As such, a technique of waveform-diversity-based millimeter-wave UAV SAR imaging is presented in this paper. Along with the described system concept and signal model, the performance of the diversified waveforms evaluated by their cross correlations is detailed. As the conventional stop-and-go approximation is not valid for FMCW SAR, a modified wavenumber-domain algorithm with a consideration of continuous antenna motion during transmission and reception is derived. This imaging algorithm is validated with computer simulations. Furthermore, one parallel direct-digital-synthesizer-driven phase-locked-loop synthesizer with adaptive nonlinearity compensation, which has been validated by the experimental results, is proposed to obtain a millimeter-wave FMCW signal with fine frequency linearity.      

星载聚束式SAR改进的Frequency Scaling成像算法

本文提出一种适用于星载聚束式合成孔径雷达(SAR)的改进Frequency Scaling算法.基于斜视距离等效模型,推导出改进的FS算法,给出改进的FS因子和相关因子以及算法的实现步骤.在斜视情况下改进的FS因子可避免距离向频谱混迭,并可进行更精确的二次距离压缩,改进的方位因子可以减小算法所需要的方位时间展宽,提高方位处理效率.为解决高分辨率星载聚束式 SAR脉冲重复频率(PRF)过高等问题,在算法中结合了子孔径处理,并分析了采用子孔径处理的必要性及其实现方法.最后,通过计算机仿真,验证了算法的有效性.