Imaging algorithm for highly squinted SAR data processing based on phase disturbing

For quick look imaging, a phase disturbing algorithm (PDA) for focusing synthetic aperture radar (SAR)subaperture data acquired at a high squint angle is proposed. First, the signal model is addressed and then the range processing and azimuth processing are analyzed in detail. The PDA performs the linear range walk correction (LRWC) in the time domain and the range cell curvature correction (RCCC) in the frequency domain to mitigate the range-azimuth coupling. Additionally, a disturbing phase is introduced in the frequency domain to remove the variation of the Doppler chirp rate with the azimuth position caused by LRWC in the time domain,and so an identical reference function can be employed in azimuth processing. Simulated results and raw data processing validate the effectiveness of the proposed algorithm.     

一种新的斜视波束指向SAR信号处理方法

针对斜视波束指向合成孔径雷达(BS-SAR)信号时,存在距离向与方位向的强耦合性及方位频谱的模糊问题,提出了一种基于方位重采样的信号频谱处理方法．线性距离走动校正后对信号频谱进行方位向重新采样,将其完全等效为正侧视合成孔径雷达信号的频谱．针对斜视BS-SAR,将方位重采样与谱分析技术相结合,得到无模糊及方位空变的二维频谱;再采用传统的正侧视BS-SAR算法,实现对场景的聚焦．仿真实验表明,文中方法可以有效应用于斜视BS-SAR的数据处理中．     

一种时域去走动的四阶模型SAR成像方法

针对大斜视SAR回波耦合性强问题,从提高斜距模型近似精度和距离徙动校正精度两方面对SAR成像进行了研究,推导了一种四阶SAR成像算法模型。首先为了提高模型近似度,将斜距展开到四次项,然后为了将距离向和方位向进行初步解耦,在时域进行走动补偿,通过级数反演法将信号转到二维频域进行距离弯曲校正,方位匹配滤波后得到聚焦后的SAR图像。该方法流程简单,便于实时处理。仿真结果表明,该方法具有较强斜视处理能力,取得了较高的成像分辨率。     

New method for azimuth-dependent correction of highly squint missile-borne SAR subaperture imaging

Squinted imaging is one of the most important modes in the missile-borne synthetic aperture radar (SAR). Usually, from the view of practical applications, the missile-borne SAR adopts subaperture processing in order to implement quick look imaging. In the highly squint mode, the echo signal couples greatly between range and azimuth, so traditional algorithms perform the linear range walk correction in the azimuth time domain firstly to mitigate greatly the range-azimuth coupling, which causes the problem of position dependent azimuth phase, resulting in the azimuth uniform processing disabled and impacting the azimuth depth of focus (DOF). Based on the deep analysis of the instantaneous slant range model in the highly squint missile-borne SAR, this paper proposes high-order phase filtering to correct azimuth-dependence for implementing the identical azimuth-focusing processing. Simulation results validate the effectiveness of the proposed algorithm.     

一种新的大斜视TOPS SAR全孔径成像方法

针对大斜视模式导致回波信号距离向和方位向耦合严重,循序扫描地形观测模式波束指向的变化导致全孔径回波信号的方位带宽大于系统脉冲重复频率,引起方位谱模糊的问题,提出了一种基于修正距离徙动算法和方位谱分析的全孔径成像算法.对于全孔径数据,首先通过方位预处理获取信号无模糊的二维频谱,然后采用修正距离徙动算法进行距离徙动校正,最后通过谱分析技术和方位去斜技术将信号聚焦在方位频域.仿真实验和实测数据结果验证了该算法的有效性.     

星载SAR姿态误差及偏航调整对多普勒特性的影响

分析了卫星姿态、天线斜视角、地球旋转、目标高度等因素对星载合成孔径雷达（ＳＡＲ）多普勒特性的影响,旨在研究测绘带上多普勒中心频率、多普勒调频斜率、零多普勒偏移、目标位置等星载ＳＡＲ处理参数．在各种因素的影响下回波信号多普勒频率可能会变得很高,给方位聚焦处理带来很大的困难．通过Ｃ－ＳＡＲ系统参数仿真计算了这些因素对多普勒特性的影响,证明了理论分析的正确性．     

弹载SAR下降段成像算法研究

弹载SAR下降段成像中,弹体较大的下降速度和加速度将导致SAR回波信号的多普勒调频率沿方位向变化,影响方位聚焦.针对该问题,提出了一种利用方位非线性变标(NLCS)的弹载SAR下降段成像算法.该算法在距离徙动校正和距离压缩处理之后,通过引入方位非线性变标操作,补偿变化的多普勒调频率,并校正图像方位畸变,从而改善了方位聚焦深度和聚焦质量.数据仿真结果验证了算法的有效性.     

斜视圆迹环扫SAR模式特性分析及成像方法简

Circular scanning SAR(CSSAR) is a new mode for fast large area SAR imaging by increasing the azimuth scanning speed. The squint CSSAR possesses the advantages that the side-looking CSSAR does not have due to its unique observing direction. However, the available signal characteristic analysis and imaging method for side-looking CSSAR become questionable when applied to the squint CSSAR. This paper establishes the echo range model and analyzes several parameters such as azimuth scanning speed, Doppler characteristics and azimuth resolution according to the moving feature of squint CSSAR. Furthermore, the internal relationship between the squint CSSAR and the classical stripmap mode is revealed. The range approximation model as well as the corresponding imaging method is analyzed. Computer simulation results validate the conclusions and the imaging method.     

一种精确的前斜视SAR方位高分辨分析方法

基于前斜视SAR的运动特点和波束在场景平面上的扫描规律，建立了点目标与天线相位中心的瞬时斜距模型，提出了一种新的关于前斜SAR方位向高分辨特征分析的方法，通过对前斜视SAR合成孔径长度及方位分辨特性的研究，给出了合成孔径长度与方位分辨率近似公式的使用条件并作为前斜视SAR较为精确地成像与合理简化数据处理的基本依据．     

临近空间慢速平台SAR地面动目标检测与成像

临近空间慢速平台SAR具有生存能力强、持续工作时间长、机动性能好等特点。该文提出了一种临近空间慢速平台SAR地面动目标检测与成像方法。由于平台运动速度较慢,地面静止杂波多普勒展宽较窄,有利于将地面杂波与动目标回波进行分离。首先利用多普勒滤波器实现地面动目标回波与静止杂波的分离,提取出动目标回波;然后将一阶Keystone变换与变分辨多普勒调频率估计方法相结合,在动目标速度未知的情况下完成距离走动校正和距离弯曲校正,解决了动目标回波距离徙动校正难的问题。利用估计出的多普勒调频率设计出方位压缩函数进行方位聚焦,从而完成动目标的检测与成像。该方法不仅适用于地面慢速运动目标,同时也适用于快速运动目标。计算机仿真验证了该方法的有效性。     

调频连续波(FMCW)聚束式SAR成像研究

针对调频连续波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,对基于调频连续波的聚束式SAR回波信号进行建模,分析信号的特征,揭示平台的连续运动在距离向产生一个多普勒频移的特性,从而影响方位聚焦．对于方位频谱混叠的问题,采用方位预滤波处理,通过插值实现采样率的提高,由于预滤波可以实现方位的块压缩,实际中的方位向点数并没有明显增加,最后基于FS算法完成残余聚焦,仿真数据处理结果验证了分析的正确性和算法的有效性．另外,对于平台连续运动引入的多普勒频移,分析了其对成像造成的影响,并给出了相应的补偿方法．     

Application of Modified SPECAN Algorithm in Parasitical BiSAR

Global navigation satellite system (GNSS) can be employed as a transmitter to composite bistatic synthetic aperture radar (BiSAR). As GNSS signal is quite different from the traditional radar signal, modified spectral analysis (SPECAN) algorithm is proposed and applied in the BiSAR system. The modifications include Doppler centroid compensation, range curve correction and azimuth processing method. The modified SPECAN algorithm solves the imaging problem under the condition of huge range migration, long synthetic aperture time and phase-coded signal. The proposed algorithm is verified by experiment results.     

一种改进的多普勒中心频率估计方法

在合成孔径雷达成像及其应用中,需要对多普勒中心频率进行估计。在分析目标回波多普勒历程的时频模型基础上,提出了一种时频滤波的方法,该方法通过滤除部分强散射点的时频分布来消除功率谱的扭曲,进而提高多普勒中心频率估计的精度。实验证明了该方法的有效性。     

一种新的频域带宽合成的斜视高分辨SAR成像方法

针对步进频信号带宽合成存在相位跃变的问题,提出一种新的频域带宽合成方法.由于雷达与目标相对运动是导致合成频谱相位跃变的主要原因,因此,该方法根据雷达与目标相对运动的斜距形式对各个子脉冲引入的相位误差进行补偿.文中采用了改进的步进频数据处理方法,首先对子频带进行脉冲压缩,然后进行带宽合成、二次距离压缩及徙动校正,从而避免了子频带进行徙动校正后对带宽合成的影响.在完成带宽合成后,采用调频变标(Chirp Scaling,CS)算法得到了斜视二维高分辨合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像.为了证明该方法的有效性,给出了仿真及实测数据的处理结果.由理论仿真与实测数据的对比分析可知,该方法有效地实现了窄带步进频信号合成宽带信号.     

一种同轨双基SAR的非线性CS成像算法

针对大斜视情形下同轨双基合成孔径雷达(SAR)中目标的距离徙动和二次距离压缩(SRC)的空变性问题,基于严格解析的双基频谱,提出了一种适用于同轨双基SAR的非线性线频调变标成像算法．与适用于小斜视角条件的线频调变标成像算法不同,该算法不仅考虑了调频率随多普勒频率的变化,而且也考虑了其随距离的线性变化,更好地实现了同轨双基SAR中SRC的精确补偿,取得了满意的聚焦效果．仿真实验验证了所提算法的有效性．     

机载大斜视SAR的快速简易成像方法

大斜视角下SAR信号特点表现为大的距离走动和小的距离弯曲,这使得采用时域距离走动校正和二维可分离成像方法成为可能．但方位场景较大时要考虑聚焦深度的限制,须采用复杂的算法．提出一种将成像和校正几何形变相结合的分段处理方法,段与段之间可以完全衔接,实现快速连续实时成像．仿真试验和实测数据成像均证明快速简易方法是可行的．     

Deramp based frequency scaling algorithm suitable for tandem bistatic SAR in the spotlight mode

Using an analytical bistatic spectrum and the spectrum analysis (SPECAN) method, an algorithm that is suitable for constant-offset spotlight bistatic SAR is presented. Firstly, the deramp function for bistatic SAR is deduced by analog of the monostatic case, which accomplishes the coarse focusing in the azimuth direction and solves the azimuth spectral folding problem effectively. Then an analytical bistatic spectrum based frequency scaling algorithm is applied to achieve the range cell migration correction, which is implemented through phase multiplication instead of interpolation. Data obtained with the large baseline can be processed accurately. The effectiveness of the proposed algorithm is verified with simulation experiments.     

改进的大斜视角SAR阶梯变换算法

针对大斜视角下合成孔径雷达信号时域距离校正后的特点,提出了改进的阶梯变换算法,在各个子孔径分别采用不同调频斜率的参考信号进行去斜处理,解决了信号多普勒调频斜率随方位时间变化的问题;通过频域插值准确挑选粗分辨傅里叶输出数据,克服了原有阶梯变换算法对参数匹配的严格限制。实验结果表明:该算法在大斜视情况下是有效的。     

方位多通道HRWS SAR多普勒中心稳健估计算法

在方位多通道高分辨宽测绘带合成孔径雷达系统中,为了解决回波多普勒中心估计问题,提出了一种新的多普勒中心稳健估计算法．首先利用方位多通道回波的时域特性,建立了通道相位偏差基于多普勒中心的数学表达式;然后基于通道相位偏差会降低多普勒带宽内信号的事实,以最大化多普勒谱带宽内信号为优化准则,能够有效地估计多普勒中心．实测和仿真数据结果表明,与空间互相关系数法相比,这种算法具有相近的精度,并且在通道空间欠采样时表现更加稳健．     

高超声速飞行器成像算法

高超声速飞行器是目前各国航空航天发展的重点．搭载其上的合成孔径雷达成像系统面临两方面的问题：一个是多普勒与快时间的耦合,另一个是斜视成像的校正问题．借鉴调频连续波合成孔径雷达的几何模型,提出了一种去耦合的扩展的频域变标成像算法,可在一定的斜视角下解耦合并且无失真高精度成像．