发射站固定的双站合成孔径声纳成像研究

本文建立了发射站固定的双站合成孔径声纳模型，在分析了“停-走-停”假设引起相位误差的基础上，提出了对误差补偿的方法，研究了双站SAR距离-多普勒算法，并提出了基于该算法的双站SAR成像方案，最后给出了有关计算机仿真结果，实现了双站SAR对点目标的成像，     

双站合成孔径雷达R/D成像算法研究

随着分布式SAR的兴起,双站SAR的成像算法开始成为新的研究热点。研究了双站回波的信号特性,将双站的相对运动分解为方位向和距离向,通过分解补偿的方法将经典的距离多普勒(R-D)算法移植到双站模型上,实现了双站SAR的成像。并在星载参数下进行了点阵目标的仿真,仿真证明移植后的算法可以获得良好的成像效果。     

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。     

基于Radon变换的双站SAR多普勒参数估计

多普勒参数的估计方法是机载双站SAR的一个关键问题,只有获取准确的多普勒参数,才能得到高质量的SAR图像。该文首先建立了平飞模式的双站SAR模型,然后分析了平飞模式下双站SAR方位向多普勒参数的特性,基于此提出了利用Radon变换实现双站SAR多普勒参数估计的方法。该方法能够准确地估计出实时多普勒中心和多普勒调频率,是一种可行的双站SAR多普勒参数估计方法。计算机仿真也验证了该算法的有效性。     

机载串行双站斜视合成孔径雷达ELBF-CS成像算法

在机载串行双站斜视合成孔径雷达模型基础上,用收发载机多普勒贡献比为加权系数推导了点目标回波的扩展Loffeld频谱公式（ELBF）。以场景中心点目标双站扭曲项近似场景中各点目标双站扭曲项,再对频谱公式中剩余相位项做Taylor展开推导距离变标因子,构建了基于ELBF的串行机载双站斜视SAR的chirp scaling (CS)成像算法。算法在二维频域内补偿双站扭曲项,利用CS方法校正点目标距离徙动得到成像结果。考虑到双站回波距离空变性的影响,分析了宽场景成像数据距离向分块的准则。算法基于更高精度的点目标二维频谱公式,用CS方法提高成像效率,成像处理过程更简捷高效,最后通过仿真验证了算法在处理串行机载双站斜视SAR数据的有效性。      

基于MLBF的毫米波双站SAR前视Omega-k成像算法

结合毫米波体制和双站毫米波合成孔径雷达(SAR)前视成像技术,开展毫米波双站SAR前视成像算法的研究.在双站SAR前视成像系统中,较大的前视角引入了多普勒质心偏移和严重的距离徙动,因此普通双站SAR的成像算法无法直接移植到双站SAR前视成像中.针对以上问题,论文首先提出了一种基于瞬时多普勒分析的改进Loffeld's Bistatic Formula(MLBF)二维频谱求解方法,相比于现有方法,该方法能更准确的得到双站SAR前视回波信号的二维频谱.在此基础上又推导出了适用于毫米波双站SAR前视成像的Omega-k算法;最后通过仿真实验,验证了提出算法的有效性和优越性.     

并行机载双站斜视SAR ELBF-CS成像算法

论文建立了并行机载斜视双站SAR的结构模型和信号模型,用收发载机多普勒贡献比为加权系数推导了点目标回波的扩展Loffeld频谱公式(ELBF)。在二维频域内补偿双站扭曲项,然后对剩余相位项做Taylor展开,利用Chirp Scaling(CS)方法,推导了并行机载双站斜视SAR的ELBF-CS成像算法。双站结构参数及双站扭曲项的距离向空变性用回波数据的距离向分块处理,推导了数据分块条件,由此可以实现宽场景成像。算法基于更精确的ELBF,并用CS方法校正点目标距离徙动,处理流程更简单,成像效率更高,仿真验证了本文算法处理并行机载双站斜视SAR数据的有效性。     

大距离徙动情况下距离多普勒(RD)算法与后向投影(BP)算法的比较

距离多普勒(Range-Doppler，RD)算法是传统窄带／窄波束SAR的经典成像算法，它借助菲涅耳近似，只保留了斜距R(t)的线性部分和二次项。但是当距离徙动严重时，方位向二次以上的高次相位项不能忽略，这会大大降低聚焦精度。后向投影(Back-Projection，BP)算法是一种基于时域处理的成像算法，通过计算双程延时将对应信号进行相干累加，获得高分辨率SAR图像。BP算法由于用时延代替了相位的概念，故与频率无关，不存在距离徙动校正的问题。本文介绍了RD算法和BP算法的原理及算法实现，并且利用距离向插值改进了BP算法。最后，结合计算机仿真结果详细比较了这两种算法的若干性能指标，证明了BP算法比RD算法更适用于大距离徙动情况下的SAR成像。     

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。     

一般构型机载双站大斜视SAR二维Chirp-Z变换成像算法

该文提出一般构型机载双站大斜视SAR的2维Chirp-Z变换(CZT)成像算法。针对双站大斜视回波信号的距离-方位向强耦合,在距离频域-方位时域校正载机大斜视引起的大距离走动,然后推导改进点目标的频谱公式。成像时,先用参考函数相乘完成回波一致聚焦,然后借助于载机轨迹解耦合公式将频谱相位分解为距离移变和方位移变的两个独立相位项,再运用CZT分别消除其空变性得到成像结果。仿真验证了该算法处理一般构型机载双站大斜视SAR回波数据的有效性。     

基于最小熵DCFT的双基地SAR多普勒参数估计

多普勒参数估计是SAR成像技术研究中的一项关键技术,多普勒参数估计精度将直接影响机载双基地SAR系统成像质量,为了实现对感兴趣目标区域有效地成像,需要对回波信号的参数进行准确估计。本文提出基于最小熵的离散调频傅里叶法(DCFT),该方法基于线性调频信号,可同时估计多普勒质心和多普勒斜率,并用RD算法对双基地SAR仿真数据成像,通过仿真验证了该方法的性能。     

异构平台双基SAR成像的RD算法

LBF是第一个原理上适用于任意构型双基SAR的点目标二维解析频谱.传统的LBF对于速度差异较大的异种平台构型双基SAR的精度低,无法实现有效聚焦成像处理.本文给出了一种基于加权LBF的双基SAR的RD算法.仿真成像结果验证了所提方法的有效性.     

INSTANTANEOUS DOPPLER FREQUENCY FOR SQUINT SAR IMAGING

Instantaneous Doppler frequency for squint SAR imaging has been found with Chirp Scaling Algorithm (CSA). Because the azimuth sample is not perpendicular to the range sample,the range signal must impact on the azimuth signal in the squint SAR data processing, and the different slant range targets have different Doppler frequencies. From the mathematical model of SAR echo signal, this paper carefully analyzes the instantaneous azimuth frequency, the instantaneous Doppler frequency component of the azimuth frequency and the impact of range chirp on azimuth frequency, which explains that Doppler frequency should be properly selected for correct SAR imaging in the squint SAR. The results of point target simulation experiments show that the way is reasonable for the squint SAR and can effectively complete range compression and azimuth focusing, and improve images‘ quality.     

Research on the Bistatic Forward-Looking SAR imaging

The bistatic Synthetic Aperture Radar (SAR) systems with separate transmitter and receiver antennas provide a new potential to imaging in the forward-looking geometry. Analysis of the Doppler property in this paper indicates the feasibility of Bistatic Forward-Looking (BFL) SAR imaging. Considering the different Doppler property determined by the two platforms in BFL SAR, a new 2-D point target spectrum is derived in our study. Based on the spectrum, an imaging method is chosen for the configuration, and the point target simulation validates the analysis.     

星地双基地SAR时频同步技术研究

本文研究了只依靠直达波信号的星地双基地SAR的时频同步误差估计方法并对估计精度进行了讨论。首先对直达波信号进行建模和分析,再对传统的基于幅度的多普勒中心频率的估计方法在双基地SAR情况下进行了估计结果的修正,从而提出了一种时频同步误差的估计方法。最后推导并分析了接收信号的信噪比、系统载频和带宽等因素与估计精度的定量关系。结果表明,当先验信息较少时,仅通过直达波数据进行同步误差的估计是可行的。由于误差估计精度由信号的信噪比、信号带宽和载频频率等因素共同决定。因此,需要对系统参数进行合理的设计,以实现高精度的误差估计,从而实现同步误差的补偿,提高双基地SAR的成像质量。      

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。     

双站聚束式合成孔径雷达方位分辨率研究

在双站聚束式合成孔径雷达系统设计中,分辨率是一个关键的参考因素。当发射站和接收站分别位于不同高度但飞行轨迹地面投影平行的两条航迹中时,建立了一种机载双站聚束式合成孔径雷达系统空间几何数学建模。同时对双站聚束式SAR的方位分辨率进行了理论分析和数值仿真,讨论了不同初始条件对双站聚束模式SAR系统分辨率的影响。仿真结果表明,双站聚束式SAR分辨率不仅与雷达工作波长、雷达转视角有关,而且与发射机以及接收机相对位置有关。     

双站SAR雷达目标旋转部件的微多普勒效应

基于双站SAR收发系统分置的特点,建立了平飞正侧视模式下雷达目标旋转部件的回波信号模型,推导了由目标旋转引入的微多普勒频移和微多普勒调频率的参数化表达式。在该模式下,由目标转动激励的微多普勒调制不仅与其微动参数、载波波长有关,而且与收发系统的几何参数相关,从而有望在保持双站SAR较高战场生存能力等优势的情况下,通过改变系统几何配置来提高对微动目标的检测能力。最后,结合时频分析技术由数值仿真验证了理论分析的正确性。     

机载双站聚束SAR改进算法

双站SAR能够获取目标不同方向的雷达散射系数,有助于图像分类和识别。双站聚束SAR分辨率高,目标识别能力更强。针对机载双站聚束SAR长合成孔径时间特点,该文引入改进双曲等效方法,修正了双曲等效距离模型的三次项精度;推导了2维波数域信号表达式,给出波数域图像重建方法;建立了距离-方位波数域的距离空变补偿项,提高了算法的距离空变处理能力。计算机仿真结果验证了机载双站聚束SAR改进算法的精确性和有效性。