机载SAR多普勒中心估计和调频率估计算法的实现

多普勒参数估计和运动补偿是机载合成孔径雷达成像中的两个关键问题,多普勒参数主要有多普勒中心和多普勒调频率,这两者对成像结果都有很大的影响..本文主要就这两个参数的算法原理和实现方法加以讨论,并选择计算速度较快且满足要求的算法,对于多普勒中心从相关法进行研究和实现,而对于多普勒调频率的估计则使用了改进的MD图像偏置算法,也从相关的角度进行实现.最后根据实测SAR数据对结果进行了验证和详细讨论.     

地球同步轨道星载SAR多普勒特性分析

该文推导了适用于任意轨道高度的星载SAR多普勒中心频率和调频率的精确公式,为中高轨SAR多普勒特性的研究提供了有效的方法。基于上述公式,分析了地球同步轨道SAR多普勒中心频率与低轨SAR的联系;研究了星载SAR多普勒调频率随轨道高度的变化和地球自转对同步轨道SAR和低轨SAR调频率的影响;探讨了同步轨道SAR多普勒中心频率和调频率的特征。通过数值仿真验证了推导公式和多普勒特性分析的正确性。     

多相位中心SAR虚假目标成对回波定位与强度研究

建立了多相位中心SAR在欠采样和非均匀采样状况下工作的回波数学模型,推导了其成像压缩结果的数学表达式.分析了"欠采样"成对回波和"速度失配"成对回波的形成机理,给出了成对回波定位和强度的通用计算公式.最后给出的仿真验证了本文结论的正确性.     

测算SAR图像中动目标运动参数

文中将动目标的运动分为距离和方位向运动。搜索SAR图像中动目标的二次相位误差可检测到动目标，根据二次相位误差校正量可测算动目标方位向速度；将动目标聚焦后的图像在频域分为两部分后分别成像，若两图像亮度接近，则频域分界点的频率近似为动目标信号的多普勒质心，据此可测算出目标距离向速度。实测数据表明该算法有效。     

基于Radon变换的大前斜视SAR多普勒参数估计方法

多普勒中心估计是前斜视SAR成像的一个关键问题.本文首先分析了前斜视SAR回波距离徙动的特点,然后提出了利用Radon变换从距离向压缩后的回波响应曲线提取多普勒中心的方法.本方法无需已知雷达平台速度和斜视角,可以直接估计得到多普勒中心,并且没有多普勒中心模糊,适用于大前斜视角SAR成像.此外,本方法在雷达平台运动速度已知时,还可进一步估计出雷达波束斜视角,进而估计出多普勒调频率及高阶相位系数,用于相位补偿及聚焦成像.仿真实验证明了算法的有效性.     

利用目标模拟器产生SAR场景目标回波方法

介绍了一种利用目标模拟器产生合成孔径雷达(SAR)场景目标回波的方法.给定一幅原始灰度图像,依据一定算法生成基带I、Q数据并写入目标模拟器的FLASH存储区间,目标模拟器生成基带波形进而上变频到射频(RF)频段,模拟产生SAR的回波信号进入雷达接收机,经A/D变换后采用合适的算法成像.比较雷达成像和原始图像的质量可以直观、定性地评价雷达系统性能.类似于场景目标处理方法,点目标成像可以定量分析雷达系统性能.     

一种多相位中心天线的动目标检测和成像算法

提出了一种基于多相位中心天线的动目标检测和成像算法。通过对3个孔径回波信号进行处理，获得两路杂波对消后的动目标信号，再对这两路信号分别进行多普勒参数估计和干涉处理，确定目标的真实位置、方位向和距离向速度，然后对动目标聚焦成像；与以往的动目标检测算法相比，提出的方法能够获得运动目标的全部参数；最后通过计算机仿真验证了该方法的可行性和有效性。     

基于多谐波微多普勒信号分析的目标摄动参数提取方法

针对具有微多普勒特征的摄动目标回波信号,该文提出了目标摄动频率、振幅参数的估计方法。基于摄动目标的多谐波微多普勒回波信号模型,推导出了谐波频域峰值比与目标振幅比、最大多普勒频偏与目标振幅的定量关系,实现了由摄动目标回波信号估计摄动参数。该方法适用于具有多谐波微多普勒特征的目标探测。仿真结果表明了该方法的有效性。     

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.     

SAR成像中动目标的速度估算

提出了一种在SAR成像中估算动目标速度的方案.由于动目标的速度由距离向和方位向两个速度构成,因此它的估算也分为两个方面.首先是距离向速度的估算,由杂波锁定得到多普勒中心频率,再由多普勒中心频率估算出距离向速度.其次是方位向速度的估算,由自聚焦得到多普勒调频率,再由多普勒调频率得到方位向速度.最后将两个速度合成便能得到该动目标的速度.文中的仿真结果证明了这种方案的有效性.     

基于运动参数估计的窄波束宽幅SAR成像算法

近年来 ,国内多家研究所已研制出机载试验SAR。但从这些试验雷达的导航仪器测得的运动参数精度较低 ,为作精确的运动补偿 ,运动参数需要从实测数据估计得到。本文利用基于数据的多普勒中心和调频率估计方法 ,对运动参数的变化历程作了长时间的精确估计 ,并将运动补偿和成像算法有机结合在一起 ,可在飞行状态不很理想时 ,仍能获得好的宽幅图像     

基于运动参数估计的SAR成像

运动补偿是SAR成像,特别是高分辨成像的关键步骤.运动参数可由载机的导航仪器测得.也可通过实测数据估计得到,通常将两者结合.虽然基于数据的运动参数估计已有很多研究,并提出许多估计和补偿方法.但如何结合实际选用适合的方法仍然是个问题.本文针对实际雷达和运动情况,对运动参数作了精确估计和补偿,并提出了新的补偿和成像方法,可在减小运算量的同时获得好的成像效果.     

一种基于局域中心频率的SAR图像舰船方位向速度估计方法

针对现有船速估计算法大多数只能估计出舰船距离向速度的问题,该文提出一种基于合成孔径雷达(SAR)图像局域中心频率的舰船方位向速度估计方法。首先分析了动目标在SAR图像局域多普勒中心频率的变化规律,并推导了利用中心频率变化率估计目标方位向速度的理论公式。然后给出了根据SAR图像局域方位向功率谱的概率密度函数,利用最大似然估计算法估计中心频率变化率的方法。同时,对所提方法的精度与适用性应用性进行分析。最后,通过仿真和实测数据,将该方法的估计结果与直接计算调频率获得的结果进行对比分析。结果表明,相对于调频率法,该方法具有更高的估计精度,验证了所提方法的有效性。     

星载合成孔径雷达多普勒调频率估计精度分析

该文分析了星载合成孔径雷达成像处理中多普勒调频率估计与系统参数及图像特性的关系,给 出了利用轨道数据或回波信号数据估计多普勒调频率的精度与图像分辨率、雷达系统参数、轨道数据精度和 地物散射特性之间的关系。这些结论对系统的设计,以及数据处理方法的选择具有重要的参考价值。     

大斜视SAR的多普勒参数估计

提出了一种适于大斜视SAR的数据域多普勒参数估计方法。该方法可在雷达运动参数未知的情况下,利用距离多普勒域信号的统计特性,实现距离徙动校正,提高传统自聚焦方法的精度,进而实现解多普勒模糊。对于低对比度场景,该方法还可直接用于多普勒调频率的估计。仿真及理论分析表明,该方法对场景对比度有良好的稳健性。星载SAR数据的实验结果证明了该方法的有效性。     

基于最小熵DCFT的双基地SAR多普勒参数估计

多普勒参数估计是SAR成像技术研究中的一项关键技术,多普勒参数估计精度将直接影响机载双基地SAR系统成像质量,为了实现对感兴趣目标区域有效地成像,需要对回波信号的参数进行准确估计。本文提出基于最小熵的离散调频傅里叶法(DCFT),该方法基于线性调频信号,可同时估计多普勒质心和多普勒斜率,并用RD算法对双基地SAR仿真数据成像,通过仿真验证了该方法的性能。     

SDPSK调制参数的盲估计

SDPSK(Symmetrical DPSK)与DPSK相比,除同样有误码率特性好、适合非相干解调的特点外,在限带传输时还具有包络起伏小的优点,因此应用日益广泛。介绍了SDPSK的调制方法,通过分析SDPSK调制信号的特性,推导出调制参数(载波频率和码速率)的估计方法,并利用Matlab对算法进行了仿真,仿真结果验证了算法的正确性。所得到的参数估计方法,具有算法简单、估计精度高的特点,非常适合于硬件实现。所做的工作对SDPSK信号的侦察和盲解调具有重要意义。     

基于Radon-Wigner变换的双基地SAR多普勒调频率估计

在传统单站机载合成孔径雷达（SAR）中,多普勒调频率的估计精度直接影响着成像的质量。在双基地SAR中该参数同样重要,但由于收发平台的独立性,多普勒调频率估计的难度增加,采用传统的方法效果不明显。该文采用了一种基于Radon-Wigner变换的多普勒调频率估计方法,首先给出了机载双基地SAR的空间几何模型和回波信号模型,然后给出了理论分析和仿真,并用单基地SAR回波实际数据进行了多普勒调频率估计。结果表明：该方法对目标统计特性的变化不敏感,它适合多分量和信噪比不高的情况,且估计值精度较高。     

SAR成像中一种改进的最小熵多普勒调频率估计算法

多普勒调频率是SAR高分辨成像中的重要参数。当波束宽度较窄时，最小熵法可以获得较好的效果。但在搜索最优多普勒调频率时，每搜索一次都要对整个数据矩阵进行方位压缩并求熵，计算量较大。本文提出了一种将距离压缩后的数据矩阵按照聚焦深度分块搜索最优多普勒调频率的方法，分别从降低计算量和提高不同距离单元多普勒调频率精度两个方面对该方法进行讨论。实测数据及仿真数据的成像结果证明了此方法的可行性。