干涉SAR模拟器通道幅相特性实时校正方法

干涉SAR模拟器是构建单航过InSAR系统地面半实物仿真系统的重要地检设备,模拟器通道幅相非理想特性会影响对干涉性能的准确评估.研究了基于实时滤波校正模拟器通道幅相特性的方法:采用相关加窗处理从闭环数据中提取通道幅相特性,提出了复Remez算法和遗传算法相结合的方法设计复FIR滤波器系数,采用FPGA实现高数据率数据的实时滤波.通过实时校正将模拟器通道间幅相一致性误差峰峰值从1 dB/10度量级提高至0.1 dB/1度水平,半实物试验验证了本文实时校正方法的有效性.     

用复系数数字FIR滤波器实现超宽带正交解调接收系统的幅相误差校正

本文首先对影响正交解调结构超宽带接收系统性能的幅相误差作了简要分析,随后提出了用复系数FIR滤波器实现整个系统幅相误差校正的方案,并推导出一种设计幅相校正FIR滤波器的算法,最后给出了一个用此方案实现超宽带系统幅相误差校正的实例.     

大时带积线性调频信号源幅相误差分析与校正

针对产生LFM信号的数字方法，分析了系统的幅相误差来源，并根据误差频率对其进行了分类。提出了一种将正交调制LFM信号产生系统的幅相误差映射到基带后，在数字域利用复系数FIR滤波器进行校正的方案。针对直接数字波形合成LFM信号产生系统，将误差校正方法简化为直接对存储的数字波形进行预失真处理。最后将校正方法应用于实际系统，结果表明提出的幅相误差校正方案易行、有效，能明显提高输出LFM信号的性能。     

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。     

一种低复杂度的稀疏FIR陷波滤波器的设计方法

FIR陷波滤波器具有线性相位、精度高、稳定性好等诸多优势,然而当陷波性能要求较高时,通常需要较高的阶数,导致FIR陷波滤波器硬件实现复杂度大大提高。该文基于稀疏FIR滤波器设计算法和共同子式消除的思想,提出一种低复杂度的FIR陷波滤波器设计方法。该方法首先采用稀疏滤波器设计算法得到满足频域性能设计要求的FIR陷波原始滤波器系数,然后对其进行CSD编码,并分析CSD编码量化系数集中所有的2项子式和孤子的灵敏度,最后根据灵敏度的大小依次选择合理的2项子式或孤子直接合成滤波器系数集。仿真结果表明,新算法设计实现的FIR陷波滤波器比已有的低复杂度设计方法最多可减少51%的加法器,有效地降低了硬件实现复杂度,大大节省了硬件资源。     

SAR目标回波基带信号产生模块设计

SAR目标回波基带信号产生模块是SAR目标回波模拟器的关键单元之一,其设计影响到模拟器系统的性能.该文提出了一种SAR目标回波基带信号产生模块的设计方案,详细介绍了该模块的主要功能、工作原理、模块组成以及实现方法,并提供了该模块的测试结果.经验证,它达到了SAR目标回波基带数据高速传输和大容量存储的设计要求,满足模拟器的研制需要.     

一种基于FPGA的自然场景的实时SAR回波模拟器

为了降低测试雷达系统的成本,设计出一种实时雷达回波模拟器对测试雷达系统的各项参数有很大的帮助。文中采用等效散射体回波模拟算法设计了一种基于FPGA的SAR回波模拟器。通过优化回波模拟算法,实时实现了SAR的回波模拟。实验结果表明,该设计模拟器可以在10.7 s内模拟出一帧1 024×1 024的自然场景的回波数据。最后对回波数据成像质量评估,证明了该回波模拟器的正确性。     

FIR滤波器的DSP实现

介绍了FIR滤波器的基本结构及设计方法,结合实例,给定滤波器的数字指标。利用FDATool来确定FIR滤波器抽头系数。基于DSP平台,采用MATLB产生待滤波输入信号导入到用C语言实现的FIR低通滤波器中,并且在CCS上仿真,对仿真结果与理论值进行比较。波形仿真结果和理论值相吻和表明设计的系统是正确、稳定的。不同的应用场合,FIR滤波器要求有不同性能,只要修改本设计中滤波器的系数,就可以实现性能不同的FIR滤波器。     

阵列通道不一致性误差快速有源校正算法

针对阵列通道不一致性引起的幅相误差校正问题,基于多级维纳滤波器(MSWF),该文提出幅相误差快速校正的简化的多级维纳滤波器(SMSWF)算法。SMSWF算法利用校正源的方位和波形信息对阵列幅相参数进行估计,无需估计协方差矩阵和进行特征值分解,大大地减小了计算量,且具有与特征分解方法相同的幅相参数估计性能。研究发现,单个信源入射到阵列且信源波形已知时,SMSWF算法获得的信号子空间等价于特征分解法得到的信号子空间,这表明SMSWF算法能够替代特征分解法,从而极大减小基于特征分解法的信号处理方法的计算量。大量计算机仿真和消声水池试验验证了SMSWF算法的优越性能。     

FIR数字滤波器幅频响应约束最大加权相位误差最小化设计

多数信号滤波应用,对滤波器幅频响应的要求高于相频响应.本文研究了满足幅频响应约束的有限脉冲响应（Infinite Impulse Response,FIR）数字滤波器设计,提出了最大加权相位误差最小化方法.用凸的椭圆误差约束代替非凸的幅值误差约束,将设计问题转化为凸问题;通过与二分技术结合,提出了给定权函数的幅值误差约束最大加权相位误差最小化设计的求解算法.以此算法为核心,构建了迭代重加权最大加权相位误差最小化算法,其中的权函数不再固定,而是基于修改的群延迟误差包络线在迭代中不断更新.权函数收敛后,所得滤波器具有近似等纹波的群延迟误差,最大群延迟误差得到了有效减小.仿真实验表明,与现有相位误差约束最大幅值误差最小化方法相比,得到的FIR滤波器具有更小的最大相位误差和最大群延迟误差.     

利用目标模拟器评估SAR性能的方法

介绍了一种利用目标模拟器评估合成孔径雷达（SAR）性能的方法。目标模拟器可以根据输入的基带I、Q数据生成所需波形，上变频到射频（RF）频段模拟产生SAR雷达回波信号进入雷达接收机。雷达发射通道和接收通道在信号频带内的幅度不平坦度和相位非线性均会使信号偏离理想情况，产生幅度和相位误差，会造成雷达的脉压性能变差，最终结果表现为图像质量退化。     

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.     

多强点信息补偿机载聚束式SAR中的运动误差

本文根据聚束式SAR相位误差的特性,采用基于Multi-PPP算法的多强点信息进行运动补偿.经过多强点信息补偿,不仅能消除由平动产生的空不变相差,而且能补偿由转动产生的空变相差.并分析了当聚束式SAR采用PFA成像时,为了精确补偿转动误差,多强点处理中第二强点和第三强点不应该分离,也研究了该方法中强点的选择和补偿效果等问题.最后给出了典型聚束式SAR采用PFA成像时经多强点信息补偿后的仿真结果.     

基于内定标信号的合成孔径雷达系统幅相误差的提取和校正

该文根据合成孔径雷达的三路定标设计,提出了基于内定标信号的收发系统幅相误差的提取和校正方案。与从雷达回波数据中提取系统相位误差的方法相比,该方案具有两方面的优越性:提取误差不受地物特性的限制,使用方便;不但可以提取相位误差,还可以提取系统幅度误差。经验证该方案能大大改善图像质量。     

超高分辨率星载SAR系统多子带信号处理技术研究

多子带信号拼接是星载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）实现超高距离分辨率的重要方式,但受限于硬件系统、大气传输等非理想因素的影响,接收各子带信号在子带内会存在幅度和相位误差,子带间也存在幅度、相位和时延不一致误差。这些误差严重影响多子带合成后的信号质量以及最终的图像质量。本文基于星载多子带SAR系统模型,首先提出了一种先单子带成像,再多子带信号拼接的成像处理策略;然后在此基础上,针对子带内/子带间幅相和时延误差提出一种基于各子带强目标点数据的误差估计与补偿方法。该方法主要包括基于质量相位梯度自聚焦（Quality Phase Gradient Autofocus, QPGA）准则的强目标点数据提取、基于PGA的子带内误差估计、子带间误差估计和误差补偿与频谱合成四个步骤。理论仿真分析数据实验验证了本方法的有效性。      

相控阵体制SAR系统的误差建模与补偿方法

在基于相控阵天线体制的合成孔径雷达(SAR)系统中,中央电子设备和相控阵天线的非理想特性,会引入幅相误差,造成SAR信号幅相特性畸变,影响SAR图像等数据产品的质量。本文建立了相控阵体制SAR系统误差的模型,并设计了误差校正方法。研究结果表明：雷达中央电子设备的非理想特性会引入固定的幅频、相频误差;相控阵天线的非理想特性所引入的幅频、相频误差会随着波束指向的变化而变化,该误差主要根源于有源器件在不同频点处的性能差异,并会受到T/R模块移相衰减量的调制;可通过测量或分析计算对相控阵SAR的系统误差进行提取,并在SAR成像处理阶段实施误差补偿。     

Impact of wide-band I/Q modulation errors in SAR imaging analysis and compensation method resaerch

Direct quadrature modulation technology is suitable for wide-band radar signal generation. However, this method has rigorous requirements on amplitude and phase balance of the orthogonal input signals. If the requirements are not satisfied, there would be modulation errors such as image frequency and oscillator leakage that cannot be filtered. The modulation errors will therefore raise the noise floor of the range profile and reduce the dynamic range of the Synthetic Aperture Radar (SAR) image as a whole. In this paper, the wide-band In-phase/Quadrature-phase (I/Q) modulation errors are modeling analyzed, and the influence of wide-band I/Q modulation errors on SAR imaging is discussed. Furthermore, a compensation method of modulation errors is proposed, and the circuit implementation of the radar signal generation and pre-distortion is presented. The experimental results illustrate that the curves of the I/Q amplitude and phase imbalance errors are successfully extracted and the rejection of image frequency improved significantly, thus meets the requirements of the SAR imaging.     

基于单特显点目标回波的阵列3D SAR 幅相误差一致性校正方法研究

阵列3D SAR 技术以实孔径和合成孔径相结合的方式,实现对观测场景目标的3 维分辨。实际阵列SAR系统接收回波中不可避免地存在多通道幅相误差问题,直接成像处理会造成重建的雷达图像质量降级。该文建立了考虑幅相误差的阵列3D SAR 回波模型,提出了一种基于单特显点目标回波进行阵列幅相误差估计的方法,并针对阵列3D SAR 应用,提出了对幅相误差进行补偿的数据处理流程,最后通过仿真和实际数据处理对提出的模型和方法进行了验证。      

一种新颖的星载SAR无线内定标方法研究

内定标利用雷达系统内部设备和定标通路来测量系统各部分幅度和相位在成像过程中的相对变化,是保证雷达图像辐射精度的重要手段。该文针对传统有线内定标方案定标通路未覆盖相控阵天线TR输出端至无源阵面路径、定标网络庞大且自身误差控制难等不足,提出了一种新颖的利用辅助天线的无线内定标方法,给出了定标原理和分析模型,推导了SAR天线TR通道幅相特性和系统传递函数的标定方法,并在典型星载SAR系统参数下对标定误差进行了仿真分析,仿真结果表明,辅助天线支撑杆位置引起的TR通道幅度标定误差在10–3 dB量级,可以忽略;引起相位标定误差与支撑杆位置偏差密切相关,可依据文中给出的仿真曲线得到。支持杆位置引起的系统传递函数幅度标定误差小于0.1 dB;引起的相位标定误差对支撑杆位置偏差不敏感。最后在实际相控阵天线上对无线内定标方法进行了验证,获取了TR通道幅相特性标定的实测结果,表明了该方案的可行性和有效性。