机载多维度SAR航空观测系统实验初步进展

随着合成孔径雷达(SAR)技术的发展,从极化、频率、角度和时相等多个维度空间联合观测成为SAR发展的重要趋势,但维度联合观测的系统与实验少有报道。该文概要介绍了机载多维度SAR(MSJosSAR)航空观测系统的能力,归纳总结了该系统的技术特点。提出多维度SAR一致性成像方法,实现多波段成像后的配准精度优于1个像元。分析了多波段极化角度特征谱、多方位角层析3维结构重建、多时相相干变化检测等3种SAR多维观测量的初步实验结果,验证了系统的多维观测能力。     

残余运动误差对机载多波段SAR 图像配准的影响分析

多波段SAR 是SAR 技术发展的一个重要方向,不同波段SAR 图像之间的精确配准是综合利用多波段SAR 图像信息的前提。运动测量系统的误差(即残余运动)是影响图像配准的重要误差来源之一。针对这一问题,该文研究了残余运动误差对SAR 成像几何定位的影响,在此基础上定量分析了残余运动与机载多波段SAR 图像配准精度之间的关系,并通过仿真验证了理论分析的正确性。      

机载双天线斜视干涉SAR自配准成像方法研究

本文针对机载双天线斜视干涉SAR成像过程分析了主辅天线回波信号距离历程偏移特性、方位多普勒频率特性及其与正侧视系统下的区别;讨论了基于扩展CS算法 (ECS算法)距离向自配准成像过程中距离向平移因子和缩放因子;推导了距离向自配准成像处理的基本公式和具体实现过程。通过计算机仿真实现了机载双天线斜视干涉SAR系统在成像处理阶段实现距离向高精度的自配准的过程。通过对配准前后主辅图像相关特性、干涉相位纹图质量以及配准误差的分析,验证了推导过程的正确性和该算法的有效性。      

圆迹SAR 成像技术研究进展

圆迹SAR(Circular SAR, CSAR)是近年来提出并发展起来的一种高分辨3 维成像模式,通过传感器平台的曲线运动,获取被观测目标多方位乃至360全向观测信息,以满足越来越高的精细观测需求。2011 年8 月,中国科学院电子学研究所微波成像技术国家级重点实验室利用自行研制的P 波段全极化SAR 系统开展了国内首次机载圆迹SAR 飞行实验,成功获取了全方位高分辨圆迹SAR 图像,实验结果初步展示了圆迹SAR 成像技术在高精度测绘、灾害评估和精细资源管理等领域的应用潜力。该文详细讨论了圆迹SAR 成像技术的研究进展,介绍了近年来国内外开展的若干次机载飞行实验以展示圆迹SAR 的独特应用优势,总结分析了圆迹SAR 的关键技术,最后对其发展趋势进行了展望。      

无人机载合成孔径雷达系统技术与应用

该文在概述无人机载SAR技术特点的基础上,介绍了国内外无人机载SAR技术的发展概况,对无人机载 SAR的工作体制、关键技术、性能指标、典型系统及应用等方面的内容进行了归纳。结合研制的高分辨率、全极化、双天线干涉等SAR系统,重点讨论了基于功能单元的SAR系统设计、SAR实时成像数据处理、多维度运动误差补偿等技术。针对无人机的特点和对载荷的要求,概述了无人机载SAR在高分辨率、新功能模式等方面的技术进展。并针对国内外当前的发展概况,探讨了无人机载SAR技术的发展趋势。      

L波段机载重轨干涉SAR系统及其试验研究

该文介绍了一种L波段机载重轨干涉合成孔径雷达(SAR)系统及其开展的重轨干涉SAR飞行试验与数据反演研究。重点介绍了系统内定标方法、基于差分全球定位系统/惯性测量单元(DGPS/IMU)组合导航系统的重轨干涉SAR(InSAR)成像处理方法、残余运动误差(RME)估计和补偿算法以及干涉SAR模型下高程反演方法。在实测飞行试验数据中选择了两块具有代表性的试验区域,详细分析了重轨干涉SAR数据的相干性和残余运动补偿的效果,并通过干涉反演得到试验区的高程图(DEM),利用地面测量点验证得到两试验区的高程精度分别为3.40 m和2.85 m。实验结果表明该系统具有重轨干涉SAR数据获取及高精度高程反演能力,这对机载重轨干涉SAR系统设计及重点区域地形测绘具有重要借鉴意义。在飞行航迹控制较好的情况下,该系统可用于差分干涉SAR、极化干涉SAR以及层析SAR等的研究。      

地形测绘用三天线机载干涉合成孔径雷达

回顾了中国科学院电子学研究所重复飞行机载L—SAR干涉系统和机载X波段双天线干涉SAR系统的研制和试验，阐述了利用收发天线分置结构拓展干涉基线长度的方法。在采用三天线的收发天线分置结构机载干涉SAR的基础上，构建三天线的双基线机载干涉SAR，并就其基线精密动态测量和基线优化设计两个关键技术以及系统性能进行了分析。分析结果表明，利用三天线构成的双基线机载干涉SAR是改进相位展开过程、提高高程测量精度的有效方法。     

机载双天线干涉SAR非线性近似自配准成像算法

为了提高机载双天线干涉SAR系统的干涉处理速度而又不损失配准精度,该文提出了非线性距离向ECS自配准成像算法。该算法通过对两天线视角不同引起的路径差的非线性近似,在成像处理阶段实现了干涉图像对在距离向的高精度自配准。该算法在产生干涉相位时较传统算法在保持较高配准精度的情况下显著提高了运算速度。本文通过对仿真数据、实际数据的处理以及系统参数对算法配准精度影响的仿真分析,证明了该算法的有效性。     

基于扩展波数域的机载双天线干涉SAR自配准成像算法

为减少机载双天线干涉SAR繁杂的图像配准处理过程,该文提出了基于扩展波数域(K)的距离向自配准成像算法。该算法针对双天线因路径差引起的失配问题,在成像处理阶段通过采用高阶多项式拟合的手段,利用变标原理实现了图像对在距离向的精确配准。通过对仿真数据和X波段实际数据的处理,获得了较好的干涉条纹图,验证了算法的有效性。     

基于距离-多普勒算法的机载大斜视SAR成像

根据机载大斜视SAR距离走动较大的特点,通过在方位时域和频域分别校正部分距离走动,结合二次距离压缩和方位三次匹配,提出了基于RD算法的机载大斜视SAR成像算法,该算法能有效的克服聚焦深度和方位时间-带宽积的限制。成像实验的结果表明,该算法可应用于斜视角较大的机载SAR成像系统。     

极化干涉SAR的研究现状与启示

阐述极化与干涉结合的基本考虑,介绍极化干涉SAR相干最优和相干目标分解的基本思想,总结分析极化干涉SAR技术、典型星载极化SAR系统研制和极化干涉SAR应用的研究现状,以得到开展极化干涉SAR技术研究的启示。     

合成孔径雷达（SAR）的最新发展

全文分若干单元分别论述了机载2D-SAR自聚焦技术，降低斑点技术，MTI-SAR和3D-SAR（含机载和空载），对上述各种SAR分别讨论了工作原理，列出了多个实例以及应用情况。     

一种基于SCFT算法的距离向多孔径SAR成像算法

距离向多孔径SAR模式是一种高分辨率的宽测绘带成像模式。反解运算和成像处理是距离向多孔径成像算法的两个部分,两者合理配合使用是实现多孔径模式高精度成像的关键。该文给出了一种采用变尺度傅里叶变换( SCaled FT, SCFT,)算法来实现成像处理并与反解运算结合的多孔径成像算法。与已有的处理算法比较,该算法在不显著增加计算复杂度的条件下可获得较高的成像质量。文中最后给出了仿真结果。     

一种新颖的SAR真实场景原始数据频域模拟方法

采用时域模拟方法来实现真实场景数据模拟时,由于计算机计算速度和数据容量的限制,数据模拟十分困难。该文提出了一种新颖的SAR真实场景原始数据的频域模拟方法。该方法改变了传统的时域到频域对应关系,采用空域到频域的对应关系,真实场景数据两维FFT后在频域插值和移位,并与所采用的频域转移函数相乘,再经过IFFT得到模拟的原始数据。通过对点目标模拟和真实场景数据模拟仿真试验,证明了该方法的有效性,模拟结果显示该模拟方法与以往的模拟算法相比极大地提高了模拟速度。     

相干斑对SAR图像纹理计算的影响

根据相干斑模型,构造相干斑,利用小波变换和灰度共生矩阵对加噪前后的图像分析和对比,通过对得到的实验数据和图形进行深入的分析,探讨相干斑对SAR图像纹理计算的影响。     

极化SAR动目标定位中的残差图像干涉相干性分析

该文研究极化SAR动目标检测及定位中的频域残差图像干涉相干性优化问题.给出了多普勒频域杂波对消处理的基本流程,提出了一种利用频域残差图像进行最优极化干涉处理从而提高目标运动参数估计精度的方法.结合最优极化干涉理论,通过仿真分析研究了不同极化下频域残差图像的干涉相干性,验证了文中方法的有效性.     

分裂孔径发射阵列接收BP算法方位分辨率分析

方位向上的合成孔径可通过接收天线阵列各单元顺序接收来实现,因此研究合理有效的天线配置方式和工作模式具有重要意义.本文基于固定孔径BP成像模型,推导了单发射天线配置和分裂孔径发射配置下方位分辨率的计算公式,从理论上证明了后者比前者的方位分辨率提高了一倍,具有与传统单站SAR相近的方位分辨率.理论计算和仿真结果的一致性验证了所提出的方位分辨率估算方法的正确性,可为天线配置的选择及设计提供理论依据.     

机载高波段SAR大斜视角大场景成像算法研究

该文基于合成孔径雷达(SAR)斜视成像模式,分析了机载成像处理中斜距展开和二维解耦合近似相位误差与波长、斜视角、分辨率和测绘带宽度等参数的关系,证明二阶近似可满足常规高波段SAR大斜视角成像要求,但改进RD算法的聚集深度问题限制了成像方位孔径,常规CS算法未考虑二次距离压缩(SRC)的空变性,其大场景成像效果均不佳,只有NCS算法考虑了SRC随距离的线性变化,大场景高波段SAR成像聚焦性能最优。对毫米波SAR点目标成像的计算机仿真结果证明了上述分析结果。     

一种应用在多孔径宽测绘带SAR中的CS算法

多孔径接收宽测绘带SAR方法是一种较先进的高精度宽测绘带SAR成像方法。这种方法要求先对距离向信号压缩然后用反解矩阵求出各个测绘带的信号,然后再进行方位向聚焦。RD算法应用在这种成像方法比较方便,但是在星载SAR成像中大多用精度较高、运算量较小的CS算法。CS算法要求先进行方位向FFT而不是距离向压缩,所以不能直接应用在这种成像方法中。该文提出了一种基于CS算法的多孔径成像算法,可以很方便应用于多孔径接收宽测绘带SAR,并进行了计算量和误差分析,给出了仿真结果。仿真结果证实了本文所述方法的有效性。     

应用于14bit SAR ADC的高精度比较器的设计

基于预防大锁存理论,设计了一款带有三级前置运算放大器和latch再生电路的高精度比较器.为了实现高精度,采用了输入失调储存(IOS)和输出失调储存(OOS)级联的消失调方法,有效降低了比较器的输入失调电压.传统的比较器动态失调测试方法非常耗时,为此采用新的带负反馈网络的动态失调测试电路,从而大大提高了比较器的设计和仿真效率.Hhnec CZ6H(0.35μm)工艺下,仿真表明,比较器能够分辨的最小信号为33.2μV,满足14 bit SAR ADC对比较器的性能要求.