星载SAR目标回波信号模拟及成像显示

根据合成孔径雷达(SAR)的系统设计参数和星载雷达的运动特点,设计和实现了SAR回波信号模拟产生系统,实时地产生所需SAR回波数据。产生的回波数据考虑了载机扰动、速度变化、航迹变化等因素的影响,同时可以调节雷达系统参数。最后给出了点目标的成像示例。     

机载SAR半实物快速回波模拟设计及实现

合成孔径雷达(SAR)回波模拟计算量大、用时长,快速的实现SAR回波模拟非常有利于SAR系统的研制。设计了一种基于FPGA的通用雷达快速回波模拟半实物平台;同时为了快速实现SAR回波模拟,改进了基于等效散射体回波模拟算法;考虑到算法的并行运算,优化了可编程逻辑器件(FPGA)硬件实现流程,实现了点目标和自然场景的SAR回波快速模拟并提供高精度的回波数据。实际应用结果表明,设计的通用SAR回波模拟平台能够依据不同的SAR仿真需求快速地模拟回波信号,满足对SAR系统评估测试要求。     

SAR原始回波信号生成算法的性能比较研究

该文介绍了距离时域脉冲相干法、距离频域脉冲相干法和二维频域快速傅氏变换法3种SAR原始回波信号生成算法的基本原理和计算步骤,重点从误差分析、时间估计以及空间估计等3个方面对这3种算法进行了深入量化的比较研究,并利用X波段SAR系统参数实现了3种算法的仿真实验。理论分析及实验结果均表明,第3种算法不仅算法描述简明高效,可实现性强,而且所得的结果数据精度也较高,是一种较为实用的SAR原始回波信号生成算法。     

基于谱分解的多相位中心SAR回波无模糊重建

分析了多相位中心SAR一发多收模式下各相位中心回波之间的关系,结论为,在补偿一个常数相位后,各相位中心回波可以认为是自发自收相位中心回波作一定延时而后采样,从而各相位中心回波序列的组合具有周期非均匀采样的特点.基于此提出采用谱分解法来重建无模糊的回波数据,并用仿真试验验证了算法的有效性.     

合成孔径雷达原始信号的模拟方法

合成孔径雷达(SAR)原始回波模拟在系统设计及成像算法验证等方面具有重要的理论及工程实践意义,是合成孔径雷达系统研制的一个重要方面.说明了原始信号模拟系统的构成,介绍了现有的原始信号模拟方法.基于时域信号模型,对合成孔径雷达的回波进行模拟,生成了理想的点目标回波数据,用距离-多普勒算法处理得到点目标成像结果,验证了处理流程的可行性.     

SAR回波模拟半实物仿真平台的构建

空载合成孔径雷达系统的研制过程中常需要对某些关键算法和功能原理进行验证，而这些验证用的数据又不可能完全通过代价昂贵的实际飞行获得，因此通过半实物仿真和信号模拟来获得所需的目标回波数据成为一个有效的解决手段。     

星载-机载混合双站SAR回波信号的仿真

对于星载-机载双站合成孔径雷达（SA-BiSAR）系统,回波模拟的关键是计算出卫星、飞机和目标这三者之间的距离。在考虑地球自转的情况下,提出了用坐标变换的方法,解决了近地空间与外太空之间距离的计算问题,实现了任意几何模型下更为精确的SA-BiSAR回波模拟。同时,利用此方法也可获得直达波信号。点目标的仿真展示了SAR回波信号的特征,该方法得到了验证。     

高效星载TOPSAR场景回波信号模拟方法

星载TOPSAR回波信号模拟中时域逐点法运算效率低,而2维频域法又无法直接模拟星载TOPSAR回波信号。针对这个问题,该文提出了一种高效的星载TOPSAR模式场景回波模拟方法。该方法在距离向上利用参考点回波与场景散射矩阵卷积完成,在方位向上采用对逐个慢时间进行模拟和存储。文中详细给出该方法的处理流程,分析了该方法的运算量,同时还对比了点目标模拟结果与精确的时域模拟方法的差异,最后利用模拟回波信号的成像及干涉结果验证了该文方法的有效性。     

基于FPGA的DDS在雷达多普勒回波模拟中的应用

分析了直接数字频率合成(DDS)的原理，提出了利用现场可编程门阵列(FPGA)实现DDS的方法，比较了利用FPGA实现DDS与利用专用DDS芯片实现的各自特点。针对某无线电引信实时动态测试系统的要求，采用DDS技术，利用FPGA产生了多个频率点、相差精确可调的两路多普勒信号，与载波进行单边带调制，得到的多普勒回波信号在各个频点均能很好地满足系统镜频抑制比要求，实现目标与引信之间多种复杂运动情况下回波的模拟。     

基于DDS的SAR点目标回波模拟源的设计与实现

合成孔径雷达(SAR)模拟技术在SAR的研究和系统研制工作中具有十分重要的作用.设计并实现了基于直接数字合成技术(DDS)的SAR系统点目标回波模拟源,该模拟源主要包括ARM控制单元和DDS线性调频信号源两个部分.由ARM控制单元根据点目标回波信号模型计算得到多普勒相位值、方位幅度加权值等参数,控制线性调频信号的相位和幅度,直接产生模拟的回波信号.实验结果表明,该模拟信号源电路工作正确可靠,能满足SAR系统设计要求.     

多发多收星载SAR回波处理方法研究

随着对高分辨率和宽测绘带的要求,多发多收合成孔径雷达成为了一个重点的研究领域,其中多孔径同载频,发射正交编码信号是较有可能工程实现的方式之一。该文在详细研究和推导了回波阵列的排列方式和多发多收回波信号相位补偿原理的前提下,提出了4种可能的回波处理方式,给出了这四种处理方式的信号矩阵表达式,并利用具有正交性的混沌编码信号对各种处理方法进行了仿真和数据分析,证明了这些方法的有效性。     

基于方向图和多普勒相关系数的天基阵列SAR通道相位误差补偿方法

随着对地观测技术的发展,要求SAR系统能够同时实现高分辨率和宽测绘带,天基阵列多通道SAR结合数字波束形成(DBF)技术为解决该问题提供了很好的思路,但各个通道之间相位误差会很大程度上降低DBF的性能,常规通道误差补偿方法估计精度不足,应用场景受限。针对上述问题,该文提出一种基于方向图和多普勒相关系数的天基阵列SAR通道相位误差补偿方法,不仅利用天线方向图先验信息,还充分利用场景不同多普勒相关性信息,通过最小化天线方向图和多普勒的组合差异,实现对通道之间相位误差的估计。结合RADAR-SAT数据的仿真试验结果验证了该算法的有效性。     

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。     

基于FPGA的雷达回波信号设计与实现

针对雷达回波信号的模拟进行了需求分析,通过比较,提出了以FPGA为核心模拟雷达回波信号的优势。文中主要阐述了基于FPGA的雷达回波信号模拟的系统构成和设计思想,详细介绍了雷达回波信号的具体设计与实现方法,以及数据的传输和处理的方式,并合理设计了目标回波数据生成流程,使系统能够灵活配置雷达回波信号的参数与实时接收雷达信号处理机的正北标志和主脉冲标志进行目标回波的生成。最后,对模拟的雷达目标回波进行了测试,结果证明该系统完全满足各项设计要求。     

一种SAR原始回波数据模拟方法

在分析星载 ＳＡＲ回波信号完整模型的基础上,提出了一种基于 ＳＡＲ图象的原始回波数据模拟简易方法,并通过对回波信号统计分析以及成像处理验证了模拟结果的正确性和可行性。     

机载双基地SAR回波信号模型及其仿真

重点研究了平行飞行模式机载双基地SAR的几何模型和回波信号模型。推导了斜距历程,采用级数反演法,获得了高阶近似的回波信号二维频谱表达式,建立了回波信号模型。在上述理论研究基础上,采用二维频域快速傅氏变换法,产生仿真回波数据,获得了良好的成像结果,仿真结果验证了上述理论和仿真算法。     

基于泰勒级数展开信号分辨算法的FPGA设计与实现

为了从硬件实现角度研究信号检测与分辨算法,提出了基于泰勒级数展开信号分辨算法的FPGA设计方案。在分析算法在理想脉冲情况下性能的基础上,针对扩频信号情况提出相应的改进,然后给出具体FPGA实现,结合静态时序分析进一步优化。最后通过仿真与上板实测,验证了该方案的可行性,算法最高可跑在150MHz频率下,具有良好的速度性能。实验结果表明,该方案满足设计需求,为其他算法的硬件实现提供了参考。     

利用SAR多目标回波估计多普勒参数

从回波中估计多普勒参数是合成孔径雷达运动补偿的关键。文中研究了多目标回波对参数估计的影响,从理论上推导了估计多普勒中心和调频率对回波的不同要求,并用两个指标举例分析了一段实测机载SAR数据,给出了实际应用中参数估计时选择回波的原则。     

编队卫星SAR回波多普勒频率特性分析

针对以编队小卫星为平台的合成孔径雷达(SAR)应用系统,给出了一种推导多普勒频率解析公式的方法.该方法利用编队卫星与地面目标之间的空间几何关系及编队卫星之间的相对运动,以SAR系统参数、主星轨道根数、编队构形及目标运动参数等为前提条件,通过多个坐标系之间的相互转换,将地面目标与编队卫星的运动矢量统一在地心赤道坐标系内推导了目标回波的多普勒频率表达式.分析了回波多普勒中心频率及多普勒调频斜率的特性,通过仿真验证了从星轨道根数计算公式及多普勒频率计算公式的正确性,为进一步研究编队卫星SAR系统参数设计和选择奠定了基础.     

雷达目标回波信号仿真实现方法

详细论述了雷达目标回波信号的特点及特征量模拟的原理和实现方法，同时提出了雷达内、外场联试中多目标模拟的系统原理、关键技术和实现方法。