使用去调频宽带LFM信号的SAR实时成像处理

本文阐述了对采用去调频宽带LFM信号方法的SAR条带模式数据进行高分辨率实时成像的处理算法.与以前的实时处理不同之处在于:(1)距离向目标的回波信号经过了去调频处理;(2)要对距离单元迁移实时校正;(3)方位向单孔径实时连续成像.本文详细讨论了对SAR距离向去调频数据处理的原理和方法,提出适合实时处理的距离迁移校正的方法,并分析了整个实时处理流程的时限和计算量.实践证明本文的实时处理算法和流程是有效的.     

SAR目标模拟器硬件平台设计与实现

针对当前国内大多数雷达目标模拟器不能模拟大时带宽积合成孔径雷达(SAR)目标回波问题,提出了一种SAR目标模拟器硬件平台架构,采用FPGA控制DDRII存储器来存储和输出数字回波,通过数模转换后可以输出带宽150 MHz以上模拟回波信号.由于主机与目标模拟板通信采用CPCI总线,其数据吞吐率比采用USB接口的注入式SAR目标模拟器高.该平台可以3个通道同时输出不同信号,因此可模拟聚束、条带和扫描SAR等工作模式回波.测试结果表明该平台满足系统指标设计要求.     

调频连续波SAR非线性处理方法研究

合成孔径雷达系统畸变引入的幅相误差严重影响了雷达的成像效果,必须予以校正才能获得高质量的图像。该文针对调频连续波SAR系统频率响应非理想特性引入的幅相误差以及信号扫频非线性误差对系统性能的影响,分析建立了存在系统误差的调频连续波SAR系统回波信号模型,研究了系统误差估计与校正的问题,并考虑小型化调频连续波SAR实时成像处理的需求,提出了一种改进的适合实时成像处理的调频连续波SAR的高精度非线性距离-多普勒成像处理算法。最后,通过理论推导和仿真分析,验证了算法的可行性和有效性。     

0.1米分辨率机载SAR系统的带宽实现和成像算法研究

研究X波段0.1米分辨率机载SAR系统的超大带宽实现和高准确度成像算法要求的相关问题.深入分析频域合成带宽方法,提出一种适用于去斜率接收信号的类频域合成带宽方法,详细讨论两种方法在实现过程中的具体操作问题,包括频域方法的滤波器设计和解决类频域方法的宽测绘带混叠现象.对Chirp Scaling算法、Chirp z-transform算法和Omega-K算法的聚焦处理进行比较,分析算法的聚焦准确度和计算效率性,给出近似算法对测绘距离和测绘带宽度限制的表达式.讨论合成带宽与成像算法的联合问题,分析两种联合情况的执行过程和特点,给出频域合成带宽直接嵌入成像算法的数据处理流程.最后,通过仿真数据验证了整个分析过程和解决方法.     

一种机载SAR实时成像信号处理系统的设计

提出了一种基于VME总线的机载SAR实时成像信号处理系统的设计方案。方案充分考虑了SAR实时成像所需的数据处理能力和传输带宽，在硬件设计上采用了由多片DSP组成的紧耦合分布式并行处理结构，有效地解决了大量数据传输带来的数据瓶颈问题。同时结合具体的成像算法，给出了详细的软件设计流程。     

弹载侧视合成孔径雷达信号分析及成像研究

本文探讨了装载在导弹上的侧视合成孔径雷达(SAR)在导弹下降飞行过程中回波信号的特性和成像处理问题.根据导弹在要求合成孔径雷达成像期间内的飞行特点,建立了SAR工作的空间几何模型和目标距离表达式,分析了目标距离的时间变化特性和工作过程中多普勒参数的变化.由于要求成像的过程中,导弹的高度在不断减小,多普勒参数变化大,不能用同一参数对整个成像过程进行处理.分析和仿真表明,通过采用子孔径处理,能够得到聚焦的子孔径图像.     

频带合成机载SAR的运动补偿

频带合成技术能够有效改善SAR距离向分辨率,在条带模式下,为了获得与距离向相比拟的方位向分辨率,高精度的运动补偿必不可少,该文研究了频带合成系统两步补偿方案中的关键问题。首先,在利用IMU/GPS组合导航数据进行运动补偿时,目标的作用距离以及载机的理想航线往往是未知的,该文结合地面角反射器的导航信息,计算出目标的实际作用距离,并且给出一种确定载机理想航线的新方法,提高了运动补偿的精度。然后,利用一种改进的相位梯度自聚焦(PGA)算法补偿剩余的时变相位误差。实际数据证明,经过上述补偿后获得了优于0.25 m的方位向分辨率。     

一种无人机载合成孔径雷达宽带波形产生及正交接收的实验研究

对无人机载合成孔径雷达的宽带波形产生及正交接收进行了分析、研究,给出了基于数字直读和模拟正交解调的实验结果,该技术已应用于某超宽带VHF/UHF合成孔径雷达中,取得了较好的效果。     

聚束式SAR的宽场景成像算法

 提出了基于SPECAN处理的宽场景聚束式SAR成像算法.首先对距离Dechirp后的信号在方位上作谱分析(SPECAN)处理消除方位模糊并对信号支撑区进行伸缩与平移变换,二次相位补偿后选择合适的插值方法恢复信号理想支撑区,最后二维IFFT成像.讨论并给出了算法对脉冲重复频率选择的限制.仿真实验验证了该方法的有效性.     

斜视SAR原始回波数据频域模拟快速算法

针对合成孔径雷达斜视模式下,传统的二位频域快速算法难以精确模拟出斜视SAR距离徙动及空变特性的问题,提出一种高效的斜视SAR回波原始数据二维频域快速算法,该算法通过去走动处理将多普勒中心搬移到零多普勒处,重新推导了去走动后的系统传递函数,在距离频域-方位时域上模拟了距离走动和回波的空变特性,并保证了回波数据的准确性。通过仿真分析表明,本算法在保证斜视SAR回波数据的模拟精度的基础上,计算效率远高于时域算法以及沿距离向积分算法。     

步进频波形优化设计及处理技术

为增大步进频信号对多普勒效应的容忍度,文中对波形参数进行了优化设计。通过研究认为,对多普勒效应的容忍范围与脉冲重复周期之间存在强耦合关系,为增大容忍范围需要尽可能减小脉冲重复周期。为解决因减小重复周期而可能带来的距离模糊问题,提出了在频率上对发射端和接收端进行异步设置的处理技术,并且为了避免雷达作用范围内的盲区,提出了根据目标所在距离自适应设计信号波形参数的方法,此方法与处理技术特别适用于远程警戒雷达。     

干涉SAR三维地形成像数据处理技术综述

干涉合成孔径雷达（InSAR,Interferometric Synthetic Aperture Radar）三维地形成像技术能够提供精确的高分辨率地形高度信息,它在上世纪后期发展非常迅速,目前仍是SAR技术领域的研究热点之一。本文给出了干涉SAR三维地形成像数据处理流程及主要步骤,综述了图像配准、相位展开、基线估计以及高度计算等干涉SAR数据处理步骤实现算法的发展概况,比较了各种算法的优劣,最后分析了干涉SAR三维地形成像数据处理所面临的技术难点,并对未来的研究重点作了展望。     

随机断续高频雷达波形设计和处理

本文综合分析了几种典型高频地波超视距雷达波形的特点,针对这些波形在高频段电磁干扰严重条件下可用连续频带较窄的问题,提出了一种依据外部电磁环境监测结果来截断干扰频段的波形.这种波形能够有效地利用不连续频段,从而提高雷达的有效带宽和抗干扰能力.针对波形频谱截断后引起的距离旁瓣过高问题,本文采用一种改进的自适应目标回波重建算法来处理,达到较好的结果.     

一种宽带相控阵雷达合成高分辨率波形方法

宽带线性调频信号在宽带相控阵雷达宽角扫描应用时,由于天线孔径渡越时间的影响会出现目标距离像的散焦,一种有效的方法是采用少数几个带宽较窄的线性调频信号合成带宽,以满足系统大瞬时带宽的需要。本文先提出了利用少数几个线性调频信号Stretch处理后的信号合成带宽的原理,并针对目标高速运动情况的合成带宽处理方法进行了分析,提出了联合估计目标速度与子脉冲合成带宽的方法。计算机仿真实验表明本文对少数线性调频信号Stretch处理后回波合成带宽是有效的。     

频带合成超高分辨率机载SAR系统的相位误差校正

频带合成技术是实现机载合成孔径雷达距离向超高分辨率的有效途径,然而在实际频带合成系统中,相位误差破坏了信号间的相干性,导致直接合成的结果严重恶化。该文在详细研究相位误差对频带合成影响的基础上,提出一种直接从回波中提取相位误差的方法改进的多项式相位变换方法(PPT),其用分数阶傅里叶变换(FRFT)取代傅里叶变换(FT)作为PPT的变换核,降低了差分变换的阶数,减少了信噪比的损失,同时循环次数得以减半。理论推导和实际数据验证了该方法的有效性,最终实现了优于0.05 m的距离向分辨率。     

分布式小卫星SAR宽域和高方位分辨率处理方法

用多个分布式小卫星构成星座．可以完成多项雷达探测任务，如地面动目标检测(GMTI)、地面高程测量等。其探测性能可比单个卫星明显提高。分布式小卫星也可用来提高SAR的横向分辨率，主要是解决高横向分辨率与宽测绘带的矛盾。小卫星用横向孔径小的天线(为提高横向分辨率)和较低的重复频率(为加宽测绘带)，其回波信号会产生多普勒模糊，但多个小卫星的空间自由度可用来解模糊，从而可以实现宽域(宽观测条带)和高方位分辨率SAR成像。本文对分布式卫星解多普勒模糊的方法进行了讨论，并提出了对卫星星座构形的要求。如果星座构形已定，则应微调脉冲重复频率以满足解多普勒模糊的要求。     

利用子阵处理提高天基SAR的性能

未来天基SAR向大场景区域、高分辨率方向发展．不仅要求监视大场景区域内的固定目标，而且要求能够同时对其中的运动目标进行指示。利用多个接收子阵并结合文中提出的空时处理方法，可同时实现大观测带、高分辨率SAR成像和地面运动目标检测。     

SAR成像算法的粗颗粒度划分并行处理的效能研究

随着合成孔径雷达(SAR)技术的发展,对SAR系统的成像精度与处理速度的要求越来越高.SAR成像处理运算量巨大,对它的数据进行划分是一种比较常见的并行处理方法.其中粗颗粒划分因为各数据块之间的处理可以相互独立因而具有良好的可扩展性.分析了采用粗颗粒划分后对每个数据块进行成像处理的运算量的变化,通过对比,发现如果划分得当...     

SAR成像中R-D方法与信号带宽之间的关系

该文通过对R-D成像方法的分析,推导了在R-D成像方法下雷达工作频率,信号带宽与成像角之间的关系,并用计算机仿真进行了验证。