星载SAR卫星天线扰动对波束中心指向的影响

天线波束中心指向稳定度是星载合成孔径雷达（SAR）天线的一个重要指标,影响天线波束中心指向稳定度的因素很多。该文以星载合成孔径雷达等间距均匀分布平面相控阵天线为分析对象,通过建立天线振动模型,分成多个阵元位移、天线阵面偏移、天线阵面振动等三种典型情况,对卫星天线在外力扰动情况下的天线方向图和回波相位变化情况进行分析,推导卫星天线稳定性对天线波束中心指向稳定度的影响,并进行了仿真,简要讨论了天线波束中心指向变化对SAR成像的影响。     

基于零点指向技术抑制星载SAR距离模糊算法

给出了基于零点指向技术抑制星载合成孔径雷达距离模糊的算法.该算法主要利用阵列信号处理中零点指向技术的原理,将抑制距离模糊问题转化为在指定方向上功率极小化问题,又可等效为最小二乘零点功率约束优化问题.通过将约束矩阵特征值分解和选代相结合的方法对该优化模型进行求解,得到天线方向图最优加权系数,从而精确地控制零点的深度和宽度,达到对星载SAR距离模糊有效抑制的目的.仿真结果表明了该算法的有效性.     

基于扩展DPCA的大测绘带SAR研究

在星载合成孔径雷达设计中,高分辨率和宽测绘带是一对矛盾,针对这一矛盾,本文深入研究了扩展DPCA方案,使用正交发射信号提高DPCA系统的性能,且不增加额外系统带宽.探讨了发射波形的选择,指出频分发射波形使得方位向相位不连续,提出采用调频率绝对值相等符号相反的两LFM信号作为正交发射波形,结合交叉匹配滤波方法抑制同频干扰.最后通过仿真验证了该方法的可行性.     

星载SAR二维AGC的FPGA实现

阐述了一种适合于合成孔径雷达（SAR）接收机自动增益控制（AGC）的方法。该方法通过对AGC起控点设定上下两个门限,用采样数据的幅度统计均值与这两个门限比较,并通过逐次步进的方法得到接收机的增益控制量,从而使AGC环路收敛,不产生振荡。同时设计采用了二维AGC,既保留SAR图像中的对比度,又提高了接收机的动态范围。最后分析了由二维AGC所引起的视频信号毛刺对SAR图像的影响并给出了二维AGC的FPGA实现方案。实验证明,本文基于FPGA的二维数字AGC技术具有调节方便、反馈快捷和精度高的优点。     

星载SAR成像处理器中转置存储器的FPGA实现

论述了合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)成像处理器转置存储器(Corner turning memory,CTM)的功能和原理,提出了一种基于FPGA的星载SAR成像处理器CTM设计方案,分析了系统的参数及输入输出接口时序,给出了详细的硬件实现,并进行了功能和时序仿真。方案主要部分由一片XC2V500 FPGA和三片K6F3216T6M SRAM组成,采用三页式结构和输入输出并行处理方法,考虑了星上环境条件对器件的限制,可以实现星上SAR实时成像处理器的CTM系统。实验结果表明该CTM系统可行。     

多通道/多波束星载SAR实现高分辨宽测绘带成像综述

传统单发单收星载SAR受最小天线面积限制,不能同时实现高分辨率和大测绘带,采用多通道接收可以有效解决该问题。本文阐述了多种结构的多通道SAR系统的实现原理,分析比较了多种系统在品质因子、数据量、信噪比、信号处理复杂度以及是否存在盲区等方面的优劣和异同,并给出整体性能评价。这些结论对实际系统设计提供了理论指导和有力支撑,具有一定的参考价值。     

用于星载SAR数字AGC增益控制的双门限步进法

首先对自动增益控制(AGC)电路的模拟和数字实现方法进行了比较,指出星载合成孔径雷达(SAR)系统采用数字AGC的必要性;然后针对数字AGC增益控制产生算法进行了讨论,提出了一种实用的数字AGC增益控制产生算法--双门限步进法。该算法配合数控衰减器非常适合数字AGC的工程实现,实验结果证明:采用该算法的AGC设计具有很好的收敛性,并且在后续处理中能够精确地恢复信号原来的幅度。     

分析法和数值解算法相结合的星载SAR直接定位算法

星载合成孔径雷达（SAR）直接定位算法是发展SAR影像椭球表面校正地理编码（GEC）和地形校正地理编码（GTC）算法的基础。发展高精度的直接定位算法对促进SAR影像的应用具有重要意义。本文在距离-多普勒（RD）定位模型定位算法的基础上，发展了一种将纯分析法（AGM）和纯数值计算法相结合的算法（AIRGM）。新的定位算法兼有纯分析法和纯数值计算法的优点。利用一景ERS-2SARSLC数据，采用两种精度评价方法，将所发展的算法与现有的两种算法的定位精度进行了对比。第1种精度评价方法以影像产品中提供的四角点大地坐标为参考，第2种方法以从1：5万地形图上获取的14个控制点为参考。评价结果表明AIRGM算法不仅定位精度较高，而且执行效率比纯粹的数值解算法（ASF）有了很大的提高。     

基于FPGA的DBF多波束中频接收系统的设计与实现

数字波束形成(DBF)阵列能够充分利用阵列天线所获取的空间信息,通过信号处理技术使波束获得超分辨率和低旁瓣的性能,它由天线阵元、射频下变频模块、AD采样、中频接收系统及上位机控制器组成;对中频接收系统进行数字波束形成的具体方案进行讨论,对多路接收和AD量化一致性造成的各通道间失配提出了幅相校正的解决方案,详细分析了研制中的关键技术;实验结果表明所设计的DBF多波束中频接收系统可有效实现通道间失配的校正,并实现精确的波束赋形功能。     

基于FPGA和DSP的DBF实现

FPGA和DSP通过带通采样、I/Q支路的数字化和数字滤波进而实现基带信号数字波束合成(DBF).为了更加合理地利用各种现代电子开发工具来充分发挥DSP突出的运算能力,以及FPGA逻辑处理能力强、速度快的优点,可将二者结合使用.在FPGA中,首先利用高速高精度AD对中频调制信号进行带通采样,然后利用DDS对采集数据进行I/Q分解并用数字滤波器进行滤波,然后对滤波后数据进行加权求和从而实现系统功能.在DSP中,主要进行波达方向估计,并用直接矩阵求逆算法计算权值.实验结果表明,该方法硬件简单,软件配置灵活,并且性能良好,能很好的满足应用需要.     

星载SAR的噪声干扰分析

由于在星载SAR干扰功率计算中,采用传统的雷达干扰方程很难得到某些参数,因此计算结果可能不合理。根据星载SAR的成像原理和噪声干扰机理,从定性和定量两个方面分析了对星载SAR实施噪声干扰的可行性。在不考虑成像算法及传输损耗的影响下,提出了与星载SAR的方位、距离分辨率及其运行轨道等参数有关的干扰方程,分析了与传统干扰方程的不同及影响因素。依据星载SAR系统波位设计原理,分析了雷达天线端口及其接收机通道的信干比变化,并进行了仿真、计算。研究结果适用于星载SAR干扰的工程设计及计算。     

A novel operation mode for spaceborne polarimetric SAR

A novel operation mode for spaceborne polarimetric SAR,named polarization space-division adding polarization code-division (PSD-PCD) operation mode,is proposed in this paper through combining polarimetric SAR with elevation digital beam-forming (DBF) on receive.In a pulse repetition interval the up-chirp LFM sub-pulse is transmitted with horizontal polarization antenna,and with some delay the down-chip LFM subpulse is transmitted with vertical polarization antenna to realize code division.After every sub-ap...     

基于合成孔径雷达回波数据的海岸线提取方法

合成孔径雷达(synthetic aperture radar,简称SAR)通过对地面目标的多次照射来提高方位向上的目标分辨能力,由此使现有的SAR目标检测算法通常是一个基于SAR图像的"后处理"过程.在分析各种成像算法和现有的一些典型SAR目标检测算法的基础上,提出了一种在非成像状态下进行海岸线提取的新方法,把成像处理与目标检测问题有机地结合起来.通过真实星载SAR回波数据应用实验,证明了直接利用SAR回波对海岸线检测的有效性.     

合成孔径雷达(SAR)实时成像仿真研究

进行合成孔径雷达（SAR）成像仿真是研究成像雷达的一个重要手段。该文在分析SAR成像仿真机理的基础亡,提出了一种利用视景仿真软件Vega进行SAR实时成像的仿真方法。该方法在建立场景模型的基础卜,利fEH场景纹理材料的物理属性数据及雷达参数计算雷达散射截面（RCS）,再把RCS值输入一个能模拟雷达真实设备的传感器模型,就得到SAR实时仿真图像。为了满足SAR成像仿真的需求,对Vega软件中的纹理材料数据库文件进行了修改,建立了新的纹理材料数据库文件。仿真结果表明新方法能较好地满足SAR实时成像仿真需求,有助于促进SAR成像实时仿真技术的发展。     

合成孔径雷达图像中的动目标速度联合估计

为估计复数合成孔径雷达图像中动目标的速度,本文基于对称散焦滤波技术设计了联合速度估计方法.对于一个动目标雷达图像,该方法首先利用一距离向速度值在距离多普勒平面将目标的距离多普勒轨迹沿距离向对齐,然后利用一方位向速度值构建的对称散焦滤波器沿方位向将该目标图像重新聚焦,得到两个新的目标图像.通过计算这两幅散焦图像的锐度差,可建立一个以距离向速度和方位向速度为变量的锐度差曲面.在曲面的峰值或谷底处即可得到目标速度的估计值.理论分析和实验结果表明了该方法的可行性和有效性.     

高分辨率极化合成孔径雷达成像研究进展

合成孔径雷达（Synthetic aperture radar,SAR）是一种有效的地球遥感技术,对观测区域进行全天时、全天候的高分辨率大范围成像,在军事侦察、环境监测和地质测绘等领域有着十分广泛的应用。随着雷达技术和地球科学的发展,人们期望能够获取更多的目标特性,传统的单极化SAR已经难以满足越来越多元化的实际应用需求。极化合成孔径雷达（Polarimetric synthetic aperture radar,PolSAR）基于多个极化通道获取目标不同极化状态下的散射特性丰富了SAR图像的信息量,拓展了SAR的应用领域。从极化数据中准确地解译目标的物理特性是PolSAR应用的重要前提。本文对PolSAR的研究进展进行了总结,重点介绍了极化目标分解算法,给出了高分辨率PolSAR实测数据处理结果,并对未来研究方向进行了展望。     

合成孔径雷达影像变化检测研究进展

遥感影像变化检测技术用于检测同一地点在一段时间内所发生的变化情况,具有重要的应用价值.而基于合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)影像的变化检测由于其传感器具有不受时段、天气条件影响等优良特性而在近年内受到了广泛的关注.针对SAR影像变化检测这一核心任务,首先对其经典步骤以及每一步的传统方法进行介绍,然后对在近年来的诸多新兴热点算法加以归纳总结.这些热点算法对差异图的生成以及阈值、聚类、图切和水平集4种常用的差异图分析法进行了不同程度的研究,将传统方法针对变化检测任务进行了相应改善,取得了良好的效果.在由浅入深地介绍了这些算法的同时也进行了理论上的分析对比.为了验证这些方法的有效性,使用了2组数据集对这些方法进行了测试,定量比较了一些方法的性能.最后针对目前SAR影像变化检测技术中需要进一步研究的内容作了展望.