复杂航迹和起伏地形条件下SAR极坐标格式算法波前弯曲误差补偿

极坐标格式算法(PFA)受波前弯曲误差影响,其有效成像场景范围受到一定限制.采用图像域的空变后滤波处理可以有效补偿波前弯曲误差,但该方法基于雷达平台线性运动假设,无法满足大机动条件下的波前弯曲误差补偿要求.本文提出了一种改进的空变后处理方法,该方法通过对相位历史域的波前弯曲误差函数做与PFA成像相同的极坐标格式转换处理,得到波前弯曲误差在两维空间频域的精确表示,因此再通过分块后滤波处理能够精确补偿雷达任意航迹和地形起伏条件下PFA波前弯曲误差,显著提高PFA有效成像场景范围.最后通过仿真数据处理验证了该算法的有效性.     

基于重叠子孔径极坐标算法的波前弯曲效应的补偿

 聚束SAR模式是获得高分辨率雷达图像的一种有效的方法.用经典的极坐标算法重建聚束SAR图像时,波前弯曲效应会导致远离图像中心处的点散焦.本文通过对波前弯曲产生的机理以及经典极坐标算法下空变相位误差的分析,提出了一种可以在成像过程中补偿波前弯曲效应的重叠子孔径极坐标算法,该算法可以有效的增大极坐标算法的成像面积,可以应用于P波段成像和超高分辨率成像中.     

机载平行等速双基SAR的极坐标格式成像算法

平行等速双基SAR是指收发平台速度大小和方向均相同的双基SAR系统,该构型具有广阔的应用前景。在此将传统适用于单基地SAR成像的极坐标格式算法（PFA）加以改进,使之适用于平行等速双基SAR成像处理。由于收发异置,回波信号在接收平面和发射平面的斜距几何关系比较复杂。为了便于后续的二维插值操作,用一个新的几何模型来描述收发平面上斜距的关系。该算法具有传统PFA算法的操作简单,易于实现的特点。最后通过仿真数据的成像处理对该方法进行了验证。     

圆迹SAR极坐标格式算法研究

 该文提出一种新的用于圆迹合成孔径雷达(Circular Synthetic Aperture Radar, CSAR)成像的极坐标格式算法。在CSAR模式下,点目标的波数域3维频谱为3维曲面。根据这一特点,算法采用逐高度平面成像的方法最终获得3维图像,即通过参考函数相乘,将频谱投影到2维平面,既避免了高度向的插值,又保证了算法的精确性。并且该算法通过两步相位补偿操作校正了越距离单元徙动的高次项,扩大了有效成像范围,避免了场景边缘目标的散焦。最后,点目标仿真验证了该算法的有效性。     

一种基于极坐标格式算法的高分辨SAR成像自聚焦算法

针对机载聚束合成孔径雷达(SAR)惯导精度无法满足高分辨SAR成像的问题,该文提出了一种结合极坐标格式算法(PFA)的自聚焦算法,即由粗到精的混合多阶段参数化最小熵(Hybrid Multistage Parameterized Minimum Entropy, HMPME)距离单元徙动校正方法和基于图像对比度增强(Contrast Enhancement, CE)的变步长迭代相位误差校正方法。该自聚焦算法可以直接嵌入到PFA处理中,精确地补偿了惯导测量精度不足引起的越距离单元徙动(Range Cell Migration, RCM)和相位误差,且对于低对比度、低信噪比场景数据有良好的聚焦性能。最后,利用仿真实验和实测机载聚束SAR数据验证了所提算法的有效性。     

基于CZT的双基地SAR极坐标格式成像算法

与其它聚束式成像算法相比,极坐标格式算法(PFA)具有距离向数据率更低、与自聚焦兼容等优势,但同时也存在着由二维波数域插值而带来的插值误差和计算负担大等不足.本文利用Chirp-Z变换(CZT)的特性,提出了一种基于CZT的双基地极坐标格式成像算法(CZT-PFA),采用CZT来代替原来的插值处理,不仅有效的降低了算法计算量,而且避免了插值误差对成像结果的影响,提高了PFA的性能和实用性.     

基于极坐标格式算法的地基雷达数据处理方法

近年来,地基合成孔径雷达（Ground-based synthetic aperture radar,GBSAR)被广泛应用于地表形变监测和大型建筑物形变监测。极坐标格式算法（Polar Format Algorithm,PFA）是一种典型的聚束SAR高分辨率成像算法,本文针对地基SAR应用于特定监测目标场景这种应用背景,将极坐标格式算法应用于其中,提出了一种基于极坐标格式算法的地基雷达数据处理方法,建立了地基雷达的成像几何,从信号的相位历程这一角度分析了该方法的基本原理,引进多项补偿因子并提高了方位向的分辨率,最后通过仿真数据和实测数据验证了该理论方法的正确性和可行性。      

一种变PRF双基SAR快速极坐标格式算法

极坐标格式算法(PFA)是双基聚束模式合成孔径雷达(SAR)成像中一种经典的成像算法,在聚束SAR系统中有着重要的意义。从信号二维解耦合的角度出发,进一步分析极坐标格式算法中距离向插值和方位向插值对目标距离徙动(RCM)的校正过程,给出了对双基SAR极坐标格式算法的一种新解释,并提出一种基于变脉冲重复频率(PRF)的双基SAR快速极坐标格式算法。该方法可以提高双基SAR极坐标格式算法的计算效率,扩大其应用范围。点目标仿真验证了该方法的有效性。     

一种新的基于极坐标格式的快速后向投影算法

快速分级后向投影算法(Fast Factorized Back-Projection Algorithm, FFBPA)研究了BPA中的冗余计算,通过子孔径划分,在极坐标系下将信号逐级相干积累成像,该方法避免了BPA中每个图像点的重复性全孔径搜索过程,大幅减少了计算量。然而多级插值操作加剧了误差积累,减少分级次数又影响算法效率。为解决这一矛盾,该文结合极坐标格式算法(PFA)提出了一种新的多级迭代快速BP成像算法,并将算法拓展应用到曲线轨道,多模式SAR中。分析表明,该文方法与FFBPA相比更高效。最后通过该文算法与FFBPA的星载0.1 m超高分辨率聚束SAR成像进行仿真实验对比,验证了该方法的优越性。     

螺旋轨迹SAR极坐标格式算法研究

螺旋轨迹SAR作为更一般化的CSAR成像模式,减少了平台必须在同一高度平面的限制,提高了平台的机动能力,具有较高的研究价值。用于圆迹合成孔径雷达（Circular Synthetic Aperture Radar,CSAR）成像的极坐标格式算法（Polar Coordinate format Algorithm, PFA）通过两步相位补偿操作校正了波数二次相位误差,改善了平面波假设带来的成像场景大小限制。由于螺旋轨迹SAR其斜距一直在变化,其波数二次相位变得更加复杂并且难以补偿,本文算法首先对螺旋轨迹SAR回波数据进行距离向对齐,然后基于PFA算法中的两步补偿操作,建立了新的相位补偿函数以及补偿策略,精确补偿了螺旋轨迹几何成像中的波数二次相位误差,获得了较大的有效成像范围。最后,点目标仿真验证了算法的有效性。
      

星载聚束SAR频域极坐标算法研究

介绍了一种与经典时域极坐标成像算法基本思路及实现步骤类似的频域极坐标算法。首先说明了频域极坐标算法原理及实现步骤。然后分析了时域极坐标算法存在残余视频相位误差的原因及其对成像结果的影响。经推导得出频域极坐标算法从根本上避免了该误差。又对两算法带宽进行研究,指出在高精度的星载聚束SAR成像时,频域极坐标算法不存在时域极坐标算法的距离带宽展宽效应。最后利用星载聚束SAR参数进行仿真,证实了该算法较时域极坐标算法的优势。     

距离弯曲误差校正在条带模式SAR成像中的应用

介绍了用极坐标格式算法处理条带模式合成孔径雷达数据时距离弯曲的校正方法。距离弯曲会给图像带来两种形式的失真,一种是keystone形式的几何失真,另一种是空变的散焦。在大成像场景、低载频和近距离等情况下,这些失真会变得尤其严重。距离弯曲不仅影响图像的质量,而且限制了成像区的大小。文中改进了通常采用的图像域重采样的方法校正几何失真,通过对图像域的空变滤波去除散焦,这些校正方法适用于聚束模式中正侧视和斜视,而且计算量较小,对斜视数据的校正不会增加运算量,并且通过参数仿真和实测数据处理的实验结果验证了算法的有效性。     

结合Chirp Z变换的聚束SAR极坐标格式成像算法

提出了一种新颖的基于Chirp Z变换（CZT）的极坐标格式成像算法。首先分析了极坐标格式下聚束SAR的回波信号模型,阐述了CZT的基本原理,然后详细推导了利用CZT实现极坐标格式成像的理论依据,给出了成像算法流程及各步骤的具体参数取值,在成像处理中完全避免了插值运算,减少了极坐标格式成像算法的复杂度,最后通过点目标仿真给出了成像结果,验证了算法的可行性和有效性。     

大斜视机载聚束SAR时域校正距离走动的频率尺度成像算法

本文采用时域校正距离走动的方法,对传统频率尺度算法距离压缩进行改进;在方位压缩中,采用非线性调频变标的方法,解决距离走动校正带来的方位向调频率空变性问题.数值仿真实验证明了本文提出算法处理大斜视聚束SAR回波的正确性及有效性.     

极坐标格式算法及其在条带SAR成像中的应用

极坐标格式算法(PFA)是一种典型的聚束SAR成像算法。本文从信号相位历程的角度阐述了PFA成像的基本原理，并基于对条带SAR和聚束SAR两种模式的比较，利用二者之间的内在联系，将条带SAR的原始数据进行分块处理并将分块数据等效成为聚束模式数据，然后用PFA对等效数据进行聚束成像。对外场数据的处理证实了理论分析的正确性和本文所提出方法的可行性。     

高分辨率星载聚束式SAR的 Deramp Chirp Scaling成像算法

基于两步处理算法和Chirp Scaling算法,提出一种适用于高分辨星载聚束式合成孔径雷达(SAR)的Deramp Chirp Scaling(DCS)算法.该算法结合了谱分析(SPECAN)算法和Chirp Scaling算法的优点,算法先采用具有固定多普勒调频率的deramp处理实现方位的粗聚焦,消除了星载聚束式SAR特有的方位频谱混迭现象,然后应用Chirp Scaling原理实现距离的精确聚焦,并补偿deramp处理引起的方位相位误差,实现方位精聚焦.基于斜视等效距离模型,该模型更好地拟合了星载聚束式SAR的空间几何关系,推导了DCS算法,给出了实现步骤,整个算法无需任何插值操作,只需复乘和FFT即可完成.该算法适用于宽测绘带高分辨率星载聚束式SAR的精确成像处理.最后,通过计算机仿真,验证了算法的有效性.     

聚束模式双基地SAR极坐标格式成像算法研究

 对于任意几何配置下的聚束模式双基地合成孔径雷达,本文在信号模型分析的基础上提出了一种可实现有效聚焦的极坐标格式成像算法.根据对聚束模式双基地SAR原始数据域空间频率采样特点的分析,算法在实现由极坐标到直角坐标的插值转换时,采用非线性插值采样方法,保持了PFA算法中将二维插值分解为两个一维插值的特点,因此计算流程、效率及性能和常规单基地聚束SAR的PFA成像算法相同.最后通过点目标仿真验证了算法的有效性.