星载SAR距离模糊分布规律及其改进设计

本文提出了一种不加大天线尺寸而又使距离模糊满足要求的新方法,它能够在保持原有天线尺寸不增大的情况下实现宽测绘带的高质量成象。这种方法采用交替发射线性调频斜率完全相反的调频信号,在对回波信号进行距离压缩时,由于主要模糊区回波信号与参考函数失配就被大大地抑制,从而使距离模糊大大改善并得到较宽的测绘带。     

临近空间平台高分辨率宽测绘带重复访问合成孔径雷达成像模式及算法研究

本文提出一种临近空间高分辨率宽测绘带快速重复访问模式。发射天线采用线性相控阵列天线,结合合适的接收天线模式,共形成一个主瓣两个栅瓣,对同一成像区域快速重复访问。在方位向高分辨率及距离向宽测绘带的要求下,各子波束方位向回波在方位时域及频域均存在混叠。本文提出一种多通道多子波束重建算法,以对方位向各子波束回波进行分离。采用非线性调频尺度算法对分离后各子波束回波进行成像。并对各子图像的成像性能参数进行研究。本文给出了一个系统设计示例。实验仿真结果表明,本文提出的成像模式及所提出的信号处理流程正确有效。计算所得性能参数表明,各子图像质量可满足实际应用的要求。      

双星同中心频率多发多收的方位解模糊

为了在星载合成孔径雷达中获得高横向分辨率和宽测绘带,卫星可以采用横向孔径小的天线和较低的重复频率,此时回波信号会产生方位多普勒模糊,可以通过发射多颗卫星获得的多个空间自由度来解模糊。该文提出了沿航向分布的两颗小卫星同时独立发射中心频率相同的正负调频率信号,利用形成的3个等效相位中心通过简化滤波权矢量计算的空域滤波法来解3个方位多普勒模糊。理论分析和仿真结果证实了该方法的有效性。     

基于方位向波束扫描的宽测绘带SAR方法研究

宽测绘带合成孔径雷达(SAR)是目前SAR研究的一个热点问题，在需要全球动态观察或高重复周期观察局部地区的应用中都希望能进行宽测绘带成像。在宽测绘带SAR方法中的关键问题是如何在混叠的信号中提取出各个子测绘带的回波，在现有的宽测绘带SAR方法中多数是基于距离向多波束、距离向脉冲编码、距离向自适应聚焦等方法区分各个子测绘带的回波。文中提出了一种基于方位向波束扫描的宽测绘带方法，可以在方位向频谱上区分各个子测绘带的回波，从而在保持SAR分辨率的情况下扩展测绘带。     

随机稀疏调频步进信号距离像抗混叠方法研究

传统步进频率波形不模糊距离窗大小受载频步进量制约,将会导致距离像混叠等问题.针对此问题,基于压缩感知理论,研究了一种随机稀疏调频步进信号距离像抗混叠方法.首先对子脉冲进行脉压（Dechirp）处理,将处理后的回波信号看作为具有等效带宽线性调频信号回波的量测数据;其次根据子脉冲随机发射方式构造相应的量测矩阵,得到随机稀疏调频步进信号的压缩感知重构模型,并采用压缩感知重构算法得到高分辨一维距离像.最后,对该方法不模糊距离窗大小进行了分析,并给出了影响不模糊距离窗大小的因素和参数设置原则.所研究方法通过将随机稀疏调频步进信号的距离像合成处理等效为LFM信号的距离像合成过程,既降低了载频步进量对不模糊距离窗大小的限制,克服了距离像混叠问题,又提高了距离像合成性能.仿真实验进一步验证了本文方法的有效性.     

一种LFMCW雷达多目标距离-速度配对新方法

针对线性调频连续波雷达双差拍-傅里叶处理中的多目标配对问题,提出了一种新的多目标距离-速度联合配对法。文中分析了连续波与线性调频连续的雷达回波频谱,描述了雷达系统工作原理;然后,利用单载频回波信号测量多目标的不模糊速度,同时利用锯齿调频波测量多目标的不模糊距离与模糊速度;最后,结合距离-速度配对的方法,实现多目标的配对。仿真结果验证了方法的有效性。     

分布式小卫星多中心频率SAR实现宽域二维高分辨率成像

分布式小卫星SAR能够打破传统单星SAR测绘带宽和方位分辨率的矛盾。该文分析了一种沿航向排列分布式小卫星宽测绘带二维高分辨率成像技术,每颗卫星同时发射接收不同频率的线性调频信号,先分别在每个子带解方位多普勒模糊,并将方位多普勒中心频率调整至零频,然后在距离向进行子带拼接得到大带宽的线性调频信号从而得到高的距离向分辨率。此外,这种多发多收的工作方式还增加了系统平均发射功率,提高了信噪比。     

星载MIMO-SAR与距离向DBF相结合系统研究

 将星载MIMO-SAR系统与距离向数字波束形成技术相结合,设计了DBF-MIMO-SAR系统,能够解决星载MIMO-SAR系统距离模糊较大的问题.该系统方位向各孔径不是同时发射信号,而是按照一定的时间顺序,顺序发射.接收回波时,各孔径同时接收,在距离向使用DBF技术,分离回波信号和抑制距离模糊.同时分析了DBF-MIMO-SAR系统主要系统参数,包括脉冲重复频率、孔径间发射脉冲延时、雷达方程、数据率.仿真结果表明,该系统能有效地实现高分辨率宽测绘带模式,减小距离模糊和方位模糊.     

雷达动目标极化散射矩阵瞬时测量技术

研究了雷达运动目标的信息获取问题,提出了运动目标极化散射矩阵瞬时测量方法。雷达正交双极化天线同时发射正、负调频斜率线性调频信号,目标的正交双极化回波分别与2个线性调频信号进行匹配滤波,利用正、负斜率线性调频信号的模糊函数特性测量目标时延和多普勒频移,通过求解线性方程组消除极化-多普勒耦合,精确得到目标极化散射矩阵的4个元素。该方法可以在单个脉冲周期内同时获取目标的距离信息、速度信息和极化信息。仿真实验验证了该方法的有效性。     

距离向多孔径接收宽测绘带SAR三种成像算法比较

文章扼要阐述了距离向多孔径接收宽测绘带合成孔径雷达(multi-aperture wide-swath Synthetic Aperture Radar, MAWS-SAR)的基本原理,比较了三种距离向多孔径接收宽测绘带SAR的成像算法A、B、C.算法A是先从混叠信号中分离出每个子测绘带各自的回波信号,再作距离向压缩;算法B是先作距离向压缩,再分离出每个子测绘带各自的回波信号;算法C与算法A基本相似,只是分离信号时用了特别定义的权矩阵.文章对这三种成像算法进行了具体研究,并进而得到了一些结论.     

俯仰向数字波束形成技术对SAR系统性能的影响分析

俯仰向数字波束形成(DBF)是实现高分辨率宽测绘带星载SAR系统的关键技术。该技术可以生成能够灵活控制的高增益窄波束用于回波信号的接收,从而提升SAR系统性能。该文在研究俯仰向DBF技术应用于宽测绘带SAR系统的基础上,重点分析了俯仰向DBF技术对系统性能指标的影响,推导了基于俯仰向DBF技术的系统等效后向散射系数(NESZ)和距离模糊比(RASR)的表达式,并且将阵列信号处理中的零点指向技术应用于SAR,使得系统在接收目标信号的同时抑制模糊区方向的回波,显著地提高了系统的距离模糊指标。仿真结果表明,俯仰向DBF-SAR系统的性能相对于传统单通道系统具有明显的优势。     

超高分辨大测绘带星载MIMO-SAR成像

星载多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)可以解决方位向高分辨和大测绘带之间的矛盾.为了在扩大测绘带宽度的基础上进一步实现距离向超高分辨,首先选用正交频分线性调频信号( OFD-LFM)作为发射信号形式,对MIMO-SAR的发射体制进行了初步设计;然后针对大带宽、宽测绘带对成像算法的限制,选用精确度高的距离徙动算法(RMA)对回波数据进行处理,给出了结合空频域带宽合成的RMA成像流程,相比时域带宽合成方法,在确保成像精确性的同时,文中的成像流程计算步骤更少,运算量更低,大大提高了计算效率.     

一种毫米波调频连续波雷达的目标速度测量方法

提出了一种应用于地面监视的连续波雷达,使用线性调频连续波(LFMCW)波形产生和快速傅里叶变换信号处理技术进行地面运动目标检测.由于较短线性调频时间和高重复频率,目标的径向速度对测量的差频信号影响很小,因此采用多个线性调频连续波信号在各个距离门上测量径向速度.为了解决不模糊最大径向速度,提出了一种改变线性调频持续时间的方法.最后根据发射和接收信号的频差以及接收天线,也可以计算出目标距离和方位角.     

一种结合稀疏重建和匹配滤波的距离模糊抑制方法

由于SAR天线旁瓣特性和脉冲工作体制,SAR图像在一定程度上受到距离模糊的影响.距离模糊抑制工作分别聚焦在SAR系统设计和SAR信号处理两个方面.前者通过天线赋形、正交编码等方式减小距离模糊能量接收,后者利用信号处理技术在回波域和图像域消除距离模糊能量.该文提出了一种结合稀疏重建和匹配滤波技术的距离模糊抑制方法.该方法...     

散射矩阵同时测量的一种新方法

该文提出了散射矩阵同时测量的一种新方法频域分割法。这种方法的基本原理是:发射时水平极化天线和垂直极化天线同时发射两个中心频率不同、调频斜率相同的线性调频信号,中心频率的差值等于或略大于信号带宽,接收时上述的两个天线同时接收,那么每个天线接收的回波是两个不同极化组合回波的叠加,我们利用两个回波信号频谱的差异,将之分离,从而实现散射矩阵的同时测量。这种方法避免了测量不同时以及极化开关造成的极化耦合而引起的测量误差,与散射矩阵同时测量的信号编码法相比,更容易实现高极化隔离度。     

噪声调频复合单频连续波雷达空间高速目标的探测

噪声调频连续波雷达由于发射信号无周期,具有理想的图钉型模糊函数,没有周期性距离模糊和速度模糊,从原理上非常适合在轨探测远距离的超高速空间目标。该文采用插值法建立了噪声调频连续波高速目标回波模型,提出噪声调频复合单频连续波雷达采用校正距离走动的“匹配参考信号”进行相参处理的方法,实现跨距离门积累从而提高距离主旁瓣比;针对多个目标的检测采用FFT-IFFT逐个“Clean”的办法,进一步提高检测目标动态范围。仿真结果表明所提出的方法是有效可行的。     

FDA-SAR高分辨宽测绘带成像距离解模糊方法

由于多普勒模糊和距离模糊的制约,星载合成孔径雷达（SAR）成像方位高分辨率和宽测绘带成像之间存在严重的矛盾.针对这一问题,该文提出了基于频率分集阵列（FDA）SAR系统的高分辨宽测绘带成像距离解模糊方法.该方法基于FDA的距离维可控自由度,利用FDA发射导向矢量的距离和角度二维依赖性,在空间频率域实现距离模糊回波的分离并对不同距离模糊区域分别进行成像处理,解决了星载SAR成像测绘带宽对方位高分辨率的制约问题.仿真实验验证了所提方法的正确性和有效性.     

步进频雷达的目标回波建模方法与仿真

本文以调频步进雷达导引头为研究对象,分析了脉内线性调频/脉间步进调频体制雷达的信号模型,利用模糊函数分析并验证了该信号的距离维和速度维的分辨能力,并对目标回波进行建模,分析了点目标的回波模型与一维距离像合成原理,针对步进频雷达特点,根据多散射中心理论建立了基于冲激响应函数法的扩展目标合成的数学模型.通过理论分析与仿真结...     

一种LFMCW雷达距离速度去耦合方法

宽带线性调频连续波雷达应用非常广泛,但目标运动会带来距离与速度耦合的问题从而使距离谱产生模糊。文中在分析目标回波信号基础上,提出了一种基于Radon-Ambiguity变换与分数阶傅里叶变换的距离速度去耦合新方法。该方法利用Radon-Ambiguity变换和分数阶傅里叶变换分别估计回波信号的调频率和估计初始频率,最终实现距离速度去耦合。仿真结果验证了该算法的有效性,算法同时具有速度快、精度高等优点。     

一种低信噪比下线性调频信号回波时延高分辨估计新方法

本文以雷达距离域超分辨应用为例，研究了基于高分辨阵列处理算法的线性调频信号重叠回波时延高分辨估计技术。首先，针对线性调频信号提出了一种信号增强算法用于回波信号的预处理，以有效地降低超分辨处理适用的信噪比门限。