一种高精度聚束式SAR成像算法

针对聚束式SAR通常采用的接收去斜率技术必然会带来残留视频相位误差 ,以及常用的极坐标格式算法忽略了距离弯曲的影响 ,从而引起图像几何失真和成像区大小受限制这一问题 ,给出了一种精确的高分辨率聚束式SAR成像算法 ,消除了图像几何失真和成像区大小受限制的问题 ,适合于大区域高精度聚束式SAR成像处理     

一种可使MD自聚焦算法失效的SAR干扰方法研究

在SAR成像中，MD算法是一种对多普勒调频斜率进行估计的自聚焦处理过程。文章提出一种转发式SAR干扰方法，通过在子视图像中产生位置互不重叠的假目标，可以使MD算法对多普勒调频斜率估计失效，从而降低SAR图像质量。最后给出了计算机仿真，验证了此干扰方法的可行性。     

调频连续波SAR非线性处理方法研究

合成孔径雷达系统畸变引入的幅相误差严重影响了雷达的成像效果,必须予以校正才能获得高质量的图像。该文针对调频连续波SAR系统频率响应非理想特性引入的幅相误差以及信号扫频非线性误差对系统性能的影响,分析建立了存在系统误差的调频连续波SAR系统回波信号模型,研究了系统误差估计与校正的问题,并考虑小型化调频连续波SAR实时成像处理的需求,提出了一种改进的适合实时成像处理的调频连续波SAR的高精度非线性距离-多普勒成像处理算法。最后,通过理论推导和仿真分析,验证了算法的可行性和有效性。     

调频连续波SAR MCM成像算法

针对调频连续波SAR实时成像问题,提出了一种新的"乘法-卷积-乘法"(MCM)成像算法.在详细分析调频连续波SAR信号特征的基础上,算法采用MCM方法完成距离向处理,仅需FFT和乘法运算即可实现去斜率信号的时间尺度变换,从而实现距离徙动的精确校正.采用步进变换实现方位向压缩,不需要几何校正即可获得高质量的压缩效果.算法运算效率高,适合实时成像处理.给出了算法的推导过程和实现步骤,通过仿真试验证明了算法的正确性和有效性.     

时域合成带宽方法:一种0.1米分辨率SAR技术

随着机载SAR系统的分辨率要求提高到0.1米,超大带宽的实现成为系统设计的技术难题,基于综合chirp波形的合成带宽(synthetic bandwidth)技术是一种低价格的解决方法,它可以降低系统的瞬时带宽和采样率要求.本文深入分析基本接收模式和去斜率接收模式下的两种时域合成带宽方法,扩展了基本接收模式下的原有算法的应用条件,讨论了方法实现中的参数选择与执行细节等相关问题,并特别指出宽测绘带条件下的去斜率接收信号合成带宽的实现过程.为了进行算法的真实数据验证,基于对SAR回波数据的物理含义的理解,提出一种单载频SAR原始数据转换为步进载频SAR原始数据的方法.最后,对仿真数据和真实数据应用合成带宽技术进行处理,成像结果展示了方法的可行性.     

去调频处理的合成孔径雷达成像

针对合成孔径雷达(SAR)成像SPECAN算法中距离向采样率过高的问题,将去斜率原理用于SPECAN算法的距离向处理,先以STRETCH(去斜率)方法将宽带信号转化为单频信号,然后对单频信号做快速傅里叶变换(FFT).这种对距离向的处理方式,降低了回波信号的采样率,并且只需要一次FFT便可将回波信号压缩到与目标距离相关的位置上,减少了数据运算量和存储量.原理分析和仿真实验均表明了该算法的正确性和有效性.     

去斜率信号的极坐标格式成像算法的FPGA实现

针对机载合成孔径雷达(SAR)实时处理需求,传统的数字信号处理器(DSP)实现方式由于性能、功耗以及可靠性等原因,已经越来越不能满足实时性的要求,因此设计并实现了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的聚束SAR极坐标格式(PFA)算法,主要用于处理去斜率信号。该设计中采用两次Chirp-Scaling操作代替复杂的二维插值过程,提高了算法效率。由于雷达成像算法处理时常分为距离向、方位向分步实现,该次设计采用时分复用的方式,在处理时间无明显增加的情况下,极大的减少了FPGA的资源使用。该设计采用Xilinx公司KC705开发板进行验证,经测试当系统时钟频率工作在200 MHz时,处理单精度浮点8 192×8 192像素点SAR图像的时间约为8 s。     

应用DBS技术在SAR/GMTI模式下高分辨率成像

多普勒波束锐化成像技术(DBS)能为检测出的动目标定位提供参考，从而有效地实现精确打击。DBS技术在弹道导航、地形匹配等许多方面有着广泛的应用。首先简述了DBS成像方法的一般工作原理，经分析得出结论：DBS成像在SAR，GMTI模式下应用时，如果引入聚焦型的SAR处理方法．即通过去距离单元走动、去方位向调频斜率等方法可有效提高雷达成像质量。最后利用雷达实测数据进行处理．得出了较满意的高分辨DBS成像结果。     

一种基于小波SAR图像斑噪声抑制的改进算法

基于小波变换的合成孔径雷达(SAR)图像斑噪声抑制算法,能很好的减小相干斑噪声对SAR图像的影响.但该算法在平滑噪声的同时,往往也会使图像的边缘变得模糊,降低了SAR图像的分辨率.比例边缘检测算法能较完整和准确的检测出SAR图像的边缘.我们试图提出一种改进算法,结合小波方法和比例边缘检测两种算法的优点.利用比例边缘检测提取出SAR图像的边缘图,用小波的方法对去边缘的图像进行去斑噪声处理,再把边缘图叠加到去噪后的图像上.试验证明这种算法能够在去除SAR斑噪声的同时,较好的保持SAR图像边缘.     

一种改进的星载SAR图像控制点几何校正模型

星载合成孔径雷达(SAR)用电磁波获取地球表面的电子图像。由于是侧视成像,SAR图像固有地含有定位误差,这些误差来源于SAR成像几何、成像模式、散射特性以及图像形成过程。因此,在SAR图像使用中必须考虑这些误差并予以校正。利用先验控制点信息可提高星载SAR图像定位精确度,校正几何畸变。分析了星载SAR图像定位的系统误差传递规律,通过将误差传递特性相似的系统误差源进行等效合并,提出了一种改进的系统误差校正模型,蒙特卡洛(Monte-Carlo)仿真实验验证了新模型具有更高的系统误差校正精确度。     

一种基于脉冲压缩的机载条带SAR重叠子孔径实时成像算法

该文提出了一种基于距离向脉冲压缩体制的机载条带SAR重叠子孔径(OSA)实时成像算法,可直接应用于未采用去斜接收技术的条带机载SAR实时成像处理系统。该算法在距离向采用脉冲压缩技术、方位向采用OSA信号处理方法,能够在成像过程中完成距离徙动校正并消除空变相位误差,得到条带模式下的高分辨率图像。首先分析了条带模式SAR几何关系,然后在脉冲压缩体制下建立了回波模型并对成像流程进行了详细的数学推导,最后对运算量、存储量与成像范围进行了计算分析,对点目标数据进行了仿真,利用实时处理平台对原始数据进行了成像,验证了算法的高时效性。      

基于内定标信号的合成孔径雷达系统幅相误差的提取和校正

该文根据合成孔径雷达的三路定标设计,提出了基于内定标信号的收发系统幅相误差的提取和校正方案。与从雷达回波数据中提取系统相位误差的方法相比,该方案具有两方面的优越性:提取误差不受地物特性的限制,使用方便;不但可以提取相位误差,还可以提取系统幅度误差。经验证该方案能大大改善图像质量。     

一种无人机机载SAR运动补偿的方法

为了能够得到较理想的无人机SAR图像,本文通过对无人机SAR系统的运动误差分析,提出了一种有效的运动补偿方法,该方法是通过天线伺服系统来补偿载机的转动误差,而平动误差是根据对所建立的误差模型的分析,从SAR数据的瞬时多普勒调频率中估计得到,并且平动误差补偿是对数据在包络和相位上进行分别校正.结合实测数据处理的结果表明该方法可得到质量较高的无人机载SAR图像.     

MTPT 方法估计机载SAR 残余运动的两个影响因素

由于导航系统测量精度的限制,载机的位置经常存在厘米级的误差,该误差称为残余运动误差。对于机载超高分辨SAR 系统或机载重轨干涉SAR,必须估计并补偿该残余运动误差。MTPT 方法可以估计单幅SAR 图像中的残余运动误差,但是速度和斜距的误差会影响该方法的精度。该文在详细分析速度和斜距误差对MTPT 方法进行残余运动估计的影响的基础上,利用仿真和实测SAR 数据验证了这一点。同时还指出,MTPT 方法虽然可以估计速度和斜距误差,但是它们的精度敏感于相位测量误差;在利用MTPT 方法进行估计之前必须先利用其它更为准确的方法消除平台的速度误差和目标的斜距误差。      

一种机载大斜视SAR运动补偿方法

大斜视合成孔径雷达(SAR)成像要求较长的合成孔径,这样载机的不平稳性对其影响较大,如何对大斜视SAR进行运动补偿是实现大斜视成像的关键.本文根据大斜视SAR成像的几何模型,推导出大斜视SAR的瞬时多普勒调频率表达式,并利用从数据中估计得到的多普勒调频率和运动平台的惯导参数来分离和估计运动误差的空间分量,然后利用所得的运动误差对大斜视SAR数据进行包络和相位的运动误差校正.本文所提出的大斜视SAR运动补偿方法能和大斜视SAR成像算法很好地结合,并且仿真和实测数据的成像结果验证了该方法的有效性.     

机载合成孔径雷达回波数据仿真研究

机载SAR回波数据是机载SAR信号处理的基础,但靠挂飞实验得到的数据价格昂贵且不灵活,也无法分析载机平台运动变化或雷达参数变化对整个SAR系统的影响.针对这一点,本文叙述了回波数据模拟的点目标理论模型并提出了二维SAR回波数据模拟的方法,给出了模拟实验的结果.并举出了这种回波数据模拟的一种应用,既通过点目标模型观察载机加速度误差对成像质量的影响.     

相控阵体制SAR系统的误差建模与补偿方法

在基于相控阵天线体制的合成孔径雷达(SAR)系统中,中央电子设备和相控阵天线的非理想特性,会引入幅相误差,造成SAR信号幅相特性畸变,影响SAR图像等数据产品的质量。本文建立了相控阵体制SAR系统误差的模型,并设计了误差校正方法。研究结果表明：雷达中央电子设备的非理想特性会引入固定的幅频、相频误差;相控阵天线的非理想特性所引入的幅频、相频误差会随着波束指向的变化而变化,该误差主要根源于有源器件在不同频点处的性能差异,并会受到T/R模块移相衰减量的调制;可通过测量或分析计算对相控阵SAR的系统误差进行提取,并在SAR成像处理阶段实施误差补偿。     

超高分辨率星载SAR系统多子带信号处理技术研究

多子带信号拼接是星载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）实现超高距离分辨率的重要方式,但受限于硬件系统、大气传输等非理想因素的影响,接收各子带信号在子带内会存在幅度和相位误差,子带间也存在幅度、相位和时延不一致误差。这些误差严重影响多子带合成后的信号质量以及最终的图像质量。本文基于星载多子带SAR系统模型,首先提出了一种先单子带成像,再多子带信号拼接的成像处理策略;然后在此基础上,针对子带内/子带间幅相和时延误差提出一种基于各子带强目标点数据的误差估计与补偿方法。该方法主要包括基于质量相位梯度自聚焦（Quality Phase Gradient Autofocus, QPGA）准则的强目标点数据提取、基于PGA的子带内误差估计、子带间误差估计和误差补偿与频谱合成四个步骤。理论仿真分析数据实验验证了本方法的有效性。      

机载SAR系统平台运动容差分配方法

合成孔径雷达(SAR)系统平台运动容差分配是系统要求分配的一个重要方面,它是系统设计中的必要步骤,通过考虑误差源、误差影响和性能极限等因素使得最终的设计方案更为合理。该文在分析和仿真平台运动误差对SAR成像质量的影响的基础上,提出了一种机载SAR系统平台运动容差分配的方法:根据实际成像系统和成像环境搭建仿真平台后,通过仿真实验逐步得到独立运动误差容限、联合运动误差容限和修正运动误差容限,最后考虑一些相关因素在前面仿真所得的容限区域上合理地做出平台运动容差分配的最后决策。这种方法将系统的平台参数、平台运动误差的类型和方向、测绘宽度以及成像质量要求等因素均作为分配过程的约束条件,是一种兼具针对性和合理性的SAR系统平台运动容差分配方法。