一种俯冲段子孔径SAR大斜视成像及几何校正方法

俯冲合成孔径雷达(SAR)成像由于垂直向下速度的存在,使得沿水平飞行方向不再满足平移不变性,导致常规全孔径成像算法无法直接运用于俯冲段的大斜视子孔径成像。针对这些问题,该文基于俯冲等效平飞模型以及子孔径成像特性提出一种俯冲段子孔径SAR大斜视成像算法 频域相位滤波算法(FPFA)。其创新思想是通过方位频域引入滤波因子校正方位空变。由于俯冲等效平飞模型会造成成像平面的旋转,引起较大的图像畸变,为了解决该问题,该文进一步提出一种基于反向投影的快速几何校正方法,得到近似无畸变或畸变较小的地距图像。仿真和实测数据处理验证该文成像方法和几何校正方法的有效性。     

一种改进的机载前斜视SAR二次距离压缩成像算法

该文基于斜视距离模型,直接推导了适用于大斜视合成孔径雷达(SAR)成像的二次距离压缩(SRC)算法,在此基础上提出了一种改进的机载前斜视SAR的SRC成像算法。通过补偿距离频率的三次相位项,有效改善了大斜视SAR成像距离压缩旁瓣非对称畸变的问题,通过补偿波束前视引入的平动相位项,解决了图像位置在方位向发生偏移的问题。给出了实现步骤和算法流程,对比了不同斜视角情况下算法改进前后的成像效果。仿真表明,该算法能有效改善大斜视SAR的成像质量,适合于大斜视机载SAR成像。     

机载合成孔径雷达大斜视高分辨率重叠子孔径成像算法研究

该文提出了一种结合图像二维几何失真校正和空变相位误差补偿的大斜视、高分辨率机载合成孔径雷达重叠子孔径成像处理方法。其运动补偿过程不需要实时调整雷达参数,易于工程实现。整个成像处理过程融合了基于频谱分析的分步变换技术,以线性距离多普勒算法生成子孔径图像为前提,根据转台成像的基本原理,通过固定参考系下地理坐标的变换和定位,实现了不同子孔径图像之间散射点的距离和多普勒对准,并有效地补偿了空变剩余相位误差。点目标仿真和实测数据成像结果证明了该处理方法的有效性。     

A new subaperture approach to high squint SAR processing

A high squint subaperture (HSS) algorithm was developed from the perspective of a strip map synthetic aperture radar (SAR) system and has the ability to focus SAR data at extremely high squint angle of 55° with less than 1.27% mainlobe expansion or even higher squint angles if larger mainlobe expansion can be tolerated. The unique characteristic of this algorithm is that the subapertures are formed by multiplying the received signal with a set of overlapped complex conjugated reference signals where the chirp rate varies in the azimuth direction. This is done to solve the range focus problem that arises after the azimuth input signal undergoes the range walk removal procedure. As the IISS algorithm only involves short fast Fourier transforms (FFTs) and avoids interpolation, it is computationally efficient and allows for small data buffers and facilitates hardware real-time implementation. The distinct feature of this algorithm is its simplicity of implementation, which is vital in real time processing and motion compensation when the squint angle may be changing continuously     

弹载合成孔径雷达大斜视子孔径频域相位滤波成像算法

弹载合成孔径雷达(SAR)为满足机动性和实时性,常采用大斜视子孔径成像处理;而大斜视SAR成像存在严重的距离方位耦合,时域校正距离走动解决这一问题会带来方位聚焦深度问题。针对方位聚焦深度问题以及子孔径特性,该文提出一种新的子孔径成像算法频域相位滤波算法(FPFA),该算法在无近似瞬时斜距模型下,采用时域校正距离走动,频域校正弯曲,在方位频域引入相位滤波因子校正多普勒调频率和方位向高次项的空变性,并结合谱分析(SPECAN)技术实现方位聚焦。仿真和实测数据处理验证了该算法的有效性。     

Time-varying step-transform algorithm for high squint SAR imaging

High-squint angle synthetic aperture radar (SAR) imaging has applications in specific situations such as providing looking angle-dependent scattering information and revisiting an area of interest. It is very difficult for current SAR-imaging algorithms to be used directly in high-squint configurations. This is due to the large range-cell migration and the nonnegligible cubic-phase term in the signal. In this paper, an improved algorithm called the time-varying step-transform algorithm is proposed. It uses different chirp rates to deramp the signal in different subapertures to alleviate the range-focus problem. The interval between subapertures is also varied according to the deramping chirp rate. The nonnegligible cubic-phase term is included in the focusing procedure. The performance of the proposed algorithm in high-squint-angle mode is excellent. By reducing the subaperture length as the squint angle is increased, the performance of the algorithm is almost independent of squint angle. The proposed algorithm is also flexible for multilook processing and motion-error compensation     

聚束SAR应用条带SAR方法成像

在分析聚束合成孔径雷达（SAR）方位向时频关系的基础上，提出了一种新的全孔径分辨率SAR成像算法。根据SAR在条带与聚束模式下回波信号之间的差别，利用现有成熟的条带SAR成像算法实现先对聚束SAR各方位向子孔径成像，而后再将各方位子孔径带宽合成为全孔径带宽，以形成具有全孔径分辨率的SAR图像，极大降低了系统PRF的要求。     

发射机固定的斜视双基地SAR的NLCS算法

针对发射机固定的斜视双基地SAR新成像雷达体制,建立了雷达信号的回波模型,推导了此模型下的非线性Chirp Scaling算法（NLCSA）。仿真证明,该算法可对双基地SAR在较大的斜视角下,不进行插值操作而实现精确的距离徙动枝正,得到聚焦良好的SAR图像,其处理速度快,非常适合斜视双基地SAR的高速并行信号处理。     

多方位角多基线星载SAR三维成像方法研究

传统星载合成孔径雷达(Sythetic Aperture Radar, SAR)采用多基线的方式可获取目标区域的3维图像,解决了SAR 2维图像中的叠掩问题,但仍存在因遮挡导致的信息获取不足的问题。为此,该文首次提出了多方位角多基线星载SAR 3维成像方法,其不仅解决了叠掩问题,还通过融合不同方位角下获取的3维点云减少了遮挡区域,提升了星载SAR信息获取能力。文中首先建立多方位角多基线星载SAR空间观测模型,并通过推导论证斜视多基线观测和正侧视多基线观测具有相同的数学信号模型,为直接将正侧视时的3维成像方法应用于斜视时的3维处理提供理论支撑;在此基础上,给出多方位角多基线星载SAR 3维成像方法及处理流程,其包括SAR斜视3维处理和多方位角3维点云融合两个步骤;最后,通过方位角45°下的点阵目标实验验证SAR斜视3维处理方法的有效性,并利用方位角45°和–45°下的直升机目标仿真验证多方位角3维点云融合方法的有效性。      

基于恒加速度模型的斜视SAR成像CA-ECS算法

针对空载SAR俯冲模式下的高精度运动补偿方法进行研究,推导了恒加速度运动条件下的等效斜视距离模型,基于该模型推导出Extend Chirp Scaling相位补偿因子的数学表达式,提出了一种CA-ECS(Constant Acceleration ECS)算法.该算法的相位补偿因子包含多个方向速度和加速度参数,能够实现恒加速度条件下的运动补偿,是一种通用性强、适用面广的子孔径成像算法.计算机仿真结果表明本文使用的等效斜视距离模型的误差较小,CA-ECS算法能有效地完成加速度运动补偿.     

一种适于机载前斜视SAR成象处理的Chirp Scaling算法

Ｃｈｉｒｐ Ｓｃａｌｉｎｇ算法是一种高效、高精度的ＳＡＲ成象处理算法，算法解决了在宽天线波束或者天线高斜视角情况下获得高分辨力图象的问题。本文在Ｃｈｉｒｐ Ｓｃａｌｉｎｇ算法的基础上，提出采用新的结构和新的相位函数来接纳机载ＳＡＲ成象处理所需的运动补偿相位，使得Ｃｈｉｒｐ Ｓｃａｌｉｎｇ算法成为机载前斜视ＳＡＲ的一种实用的、高效算法。本文给出了一幅采用该算法处理的德国宇航院（ＤＬＲ）的Ｅ－ＳＡＲ图     

基于直线斜飞弹道的弹载SAR成像方案

针对弹载SAR成像实时性高、非匀直弹道下成像算法、运动补偿困难,难以工程实现的现状,提出了一种末制导阶段在恒定高度采用直线斜飞弹道的SAR成像制导模式.详细分析了该模式的工作过程、极坐标格式SAR聚束成像算法及直线斜飞弹道对制导性能产生的影响.仿真结果表明,该模式在增加少量制导时间的代价下,借鉴机载聚束SAR成像算法即能获得高质量的SAR图像,为SAR末制导的工程化提供了有益借鉴.     

一种斜视FMCW SAR的等效正侧视处理方法

本文分析了斜视调频连续波SAR中载机连续运动的影响——产生多普勒频移,以及其对图像聚焦的影响,建立了斜视调频连续波SAR信号模型,在分析了现有频率变标算法在斜视角较大情况下失效根源的基础上,提出了一种斜视数据等效正侧视处理方法,通过对斜视数据的预处理,将斜视数据按正侧视的方法来处理;针对预处理带来的方位聚焦深度的制约,采用方位非线性调频变标处理克服方位聚焦深度的限制.最后通过点目标仿真数据处理验证所提算法的有效性.     

基于时域去走动的SAR大斜视CS成像算法

该文针对大斜视SAR回波信号的大距离走动、小距离弯曲的特点,提出了一种将时域去走动和CS算法相结合的成像算法。首先在时域校正距离走动,然后在频域校正距离弯曲,最后通过几何校正完成目标成像。经过时域去走动处理后,距离向和方位向的耦合大大降低,不仅可适应大斜视角的成像要求,而且测绘带宽度也会增大。仿真结果表明,改进后的算法可满足大斜视角和较大测绘带宽度的成像要求。     

机载高分辨滑动聚束SAR成像处理方法

针对机载滑动聚束合成孔径雷达(SAR)高分辨率成像问题,在提出采用参考信号进行系统通道误差校正和高分辨滑动聚束成像运动补偿方法的基础上,结合基带方位向变标(BAS)算法,给出一种机载高分辨率滑动聚束SAR成像方法。首先,在频域推导了基于参考信号对回波信号进行幅度校正和相位补偿的方法;然后基于斜视成像几何模型,推导了机载滑动聚束SAR平台运动参数与多普勒参数之间的关系,给出从多普勒估计参数中估计运动参数和补偿运动误差的方法。采用该成像处理方法,某型星载SAR机载试飞试验成功实现了滑动聚束模式高分辨率成像,验证了方法的有效性。      

基于惯导的机载斜视SAR运动补偿研究

本文建立了斜视SAR运动误差模型,采用了一种基于惯导的运动补偿方法。在正侧视角度分解的基础上,针对斜视的特点对分解方法进行了改进,在此基础上进行了速度矢量投影并完成包络校正和相位误差补偿。该方法计算量小,避免了分段估计斜视角从而引入的图像拼接问题。实测数据结果表明其适应性强,在较大斜视角情况下能够得到质量较高的SAR图像。     

一种分段处理的大斜视SAR 成像算法

大斜视SAR 成像时,距离向和方位向严重耦合,距离走动现象明显,传统的SAR 成像算法面临严重挑战。论 文针对大斜视SAR 的成像特点,提出了一种分段处理的大斜视SAR 成像算法。该算法根据等效聚束条件进行方位分块, 在每个子块内通过距离压缩、相位补偿、距离校正和方位傅里叶变换等步骤实现子图聚焦,最后通过几何校正和子图拼 接得到条带SAR 图像。仿真结果表明,该算法能适应大斜视SAR 成像条件,获得较好的聚焦效果。     

Real-time synthetic aperture radar (SAR) processing with a newsubaperture approach

A time-domain subaperture approach that is suitable for real-time synthetic aperture radar (SAR) processing and that produces high-quality, full-resolution images is presented. The real-time subaperture algorithm is based on an approximation of the phase history correction in each subaperture with a simple linear correction, which can be carried out by an up/down-conversion of the received signal followed by a moving average operation. The characteristics of the impulse response function are improved considerably by means of a frequency overlap of the subapertures and become comparable to a conventional matched filter response. Special algorithms for high-quality SAR processing, such as autofocus, Doppler centroid estimation, and range migration correction, can be efficiently implemented. High flexibility is achieved for multilook processing and no secondary range compression is needed, even for high squint angles     

一种斜视SAR成像算法

该文详细分析了斜视SAR的成像原理,研究了大斜视SAR与正侧视SAR回波信号的差异,在此基础上,提出了一种高运算效率的成像方法,实现了大斜视SAR成像,并获得较好的图像分辨力。     

机载SAR大斜视角成像算法及其性能分析

文章研究了机载合成孔径雷达(SAR)在大斜视角下的成像算法,并分析了算法的成像性能。根据大斜视角SAR成像的空间几何模型和回波信号特点,提出了RD算法的改进方案。对改进的RD算法和ECS算法的仿真表明,其成像性能满足了大斜视角下机载SAR成像处理的要求。