距离迁移成像算法在超宽带SAR成像中的应用

超宽带SAR是一种新体制雷达，在成像处理方面有特殊要求。本文详细介绍了距离迁移算法，对其每一个处理流程进行了详尽的分析，并进行了计算机仿真，最后利用超宽带SAR数据实际检验了算法的有效性。     

基于混沌调频信号的超宽带穿墙SAR成像

混沌调频信号具有良好的自相关特性,又类似随机信号,具有较强的抗干扰性能。该文将基于Bernoulli映射的混沌调频信号用于超宽带穿墙雷达成像,建立了信号模型,分析了混沌调频穿墙雷达系统的目标检测性能,分辨能力和抗墙壁多径干扰能力,并与线性调频雷达系统进行了比较。仿真结果表明,与线性调频信号相比,混沌调频信号用于穿墙雷达系统可获得较好的目标检测性能,更好的分辨能力,而且具有抗墙壁多径干扰能力。     

一种高性能超宽带线性调频信号源

介绍一种VHF／UHF频段高性能超宽带线性调频信号源的设计与实现。首先简要阐述了高性能超宽带线性调频信号源的设计思想，然后依据基带数字产生结合倍频扩展带宽的思路提出了一种超宽带线性调频信号产生方案，并进行了设计实现研究。测试结果表明：按照本文阐述的指导思想和实现方案所设计的超宽带线性调频信号源达到 了相当高的性能。     

超宽带线性调频信号快速BP成像

首先对超宽带线性调频信号进行脉冲压缩处理得到短脉冲信号，在详细阐述BP算法原理的基础上，利用此短脉冲信号推导其BP算法成像公式；然后将子孔径思想应用于BP算法，得到一种快速BP(FBP)算法；最后对BP算法和FBP算法的计算量进行理论分析，同时结合点目标和多点目标应用BP算法和FBP算法分别成像，给出两种算法成像所花费的时间，其结果证明了FBP算法的快速性和有效性。     

复杂自然场景双站SAR成像模拟

以单站SAR复杂场景成像模拟的映射投影(MPA)算法为基础,实现三维投影和映射的双站SAR(BISAR)成像模拟.利用条带式BISAR成像的点目标响应解析表示式,在计算得到散射系数图后,模拟BISAR原始信号的产生与压缩,以模拟BISAR图像.经过对虚拟场景的BISAR成像模拟,讨论BISAR对植被、建筑物等复杂地物观测及其与单站SAR的对比.     

基于LFMIGW的机载SAR前视成像研究

线性调频连续波(LFMCW)合成孔径雷达(SAR)收发隔离无法解决,用于前视成像时工作模式受到限制,跨航向分辨特性受到制约.针对这一问题,提出了基于线性调频中断连续波(LFMICW)的机载SAR前视成像.根据LFMICW原理论证了LFMICW SAR前视工作模式.在前视LFMICW SAR信号建模基础上分析了信号特性,...     

后向投影算法和距离迁移算法在超宽带SAR聚焦中的比较

由于具有大的带宽和大的积累孔径,超宽带SAR对成像处理有更高的要求.适合超宽带SAR数据聚焦的典型算法有:时域的后向投影(BP)算法和波数域的距离迁移(RM)算法.通过对BP算法和RM算法的理论推导,从原理上说明了两种算法的一致性.最后分别利用这两种算法对计算机仿真数据和实测数据进行成像,验证了这两种算法对超宽带SAR数据成像的有效性.     

高分辨SAR宽带线性调频信号产生的实验研究

介绍了一种基于DDCS技术产生超宽带雷达波形的工程实施方案和关键设计技术,给出了实验结果。     

平飞模式双站SAR成像算法研究

双站SAR的成像技术是机载双站SAR的一个关键问题,该文首先建立了平飞模式的双站模型,然后在双站模型等效到单站的基础上,对双站SAR成像方法进行了研究,分别给出了平飞正侧视的CS双站成像算法和平飞斜侧视模式时的ECS双站成像算法,该等效方法能够解决平飞模式的双站SAR成像问题,最后通过计算机仿真,验证了该算法的有效性。     

超宽带SAR子孔径NCS实时成像算法

本文提出了一种适用于超宽带SAR实时成像的子孔径非线性CS(Nonlinear Chirp Scaling)算法,该算法利用方位向信号分量的时间和频率的锁定关系,在时域中互不重叠地划分子孔径,大大降低了系统存储量和运算量的需求,并采用时域加权方法将非重叠子孔径划分造成的假目标抑制到-31dB;此外,将MD自聚焦技术融入子孔径结构中,实现对大孔径复杂运动误差的有效补偿。仿真数据和实际数据验证了该算法的有效性。     

机载平行等速双基SAR的极坐标格式成像算法

平行等速双基SAR是指收发平台速度大小和方向均相同的双基SAR系统,该构型具有广阔的应用前景。在此将传统适用于单基地SAR成像的极坐标格式算法（PFA）加以改进,使之适用于平行等速双基SAR成像处理。由于收发异置,回波信号在接收平面和发射平面的斜距几何关系比较复杂。为了便于后续的二维插值操作,用一个新的几何模型来描述收发平面上斜距的关系。该算法具有传统PFA算法的操作简单,易于实现的特点。最后通过仿真数据的成像处理对该方法进行了验证。     

Chirp Scaling算法中的相位补偿因子研究

该文从SAR回波的二维频谱表达式入手,研究了适合高波段SAR的CS(Chirp Scaling)类算法和一种适合超宽带(Ultra Wideband,UWB)SAR成像的非线性CS算法,通过对算法推导中的近似性分析,重新刻画了SAR成像,即SAR成像是利用回波频谱特性构造频域或时域相位补偿因子的过程,尤其是对UWB SAR回波,相位补偿因子的精确性直接影响着目标聚焦性能。仿真实验表明,补偿三阶以上二维相位耦合的非线性CS算法能够在一定的测绘带内满足UWB SAR点目标的理想聚焦;同时,该算法在UWB SAR实测数据处理中也已得到成功应用。     

基于机载双基地SAR的两种成像算法的比较

首先建立了机载双基地SAR的信号模型,然后简要描述了RD算法以及波数域算法的基本成像原理和算法流程,最后基于双基地SAR的信号模型运用RD算法及波数域算法对点目标及面目标进行成像,并分析比较了在正侧式飞行模式下用两种成像算法的优缺点。     

非等速双机载条带式SAR成像算法研究

随着军事应用需求的增多和不断提高,双/多基地合成孔径雷达(SAR)已经成为合成孔径雷达领域的研究热点之一。目前,对于双机载条带式SAR的研究主要集中于等速平行飞行模式,然而由于未来战场环境的复杂性和多变性使得收发平台尤其是接收平台不得不机动飞行。因此为了解决在收发平台不等速情况下的成像问题,首先建立双基地非等速条带式成像的三维几何模型,在此基础上推导了双基地非等速飞行斜视条带SAR成像算法并对推广后的算法性能进行了理论分析,而后深入探讨了为实现收发波束照射同步,收发天线斜视角、收发平台飞行速度等系统参数的设计,最后通过仿真实验证明了所得成像算法和结论的正确性。     

双站合成孔径雷达若干关键技术研究

研究了双站(收发分置)合成孔径雷达(双站SAR)若干关键技术。首先给出了双站SAR的回波信号模型，接着分析了方位多普勒信息。由于方位多普勒质心和多普勒带宽与不同的几何布局有关，侧重分析了双站SAR平飞模式等距离不同方位点目标的多普勒信息。最后研究了在双站平行飞行模式下的RD算法及BP算法，并用该算法进行了点目标仿真，分析了这两种算法在双站SAR成像中的应用特点。     

改进的NLCS星弹双基SAR俯冲前视成像算法

在俯冲阶段由于导弹具有加速度,速度大小和方向会发生急剧变化,其收发瞬时斜距会变复杂,将导致距离-方位向耦合严重和方位空变性问题,若直接进行方位向聚焦压缩,会造成图像畸变。针对这两个难题,采用一种改进的非线性变标(Nonlinear Chirp Scaling,NLCS)算法运用到新型星弹双基系统模型中。首先建立了星弹双基系统模型;接着利用级数反演法推导了二维频谱表达式,在二维频域中通过完成距离压缩和徙动校正来消除距离-方位耦合的影响,再利用改进的NLCS算法对方位向多普勒调频率进行补偿解决方位向空变性问题,完成方位向压缩聚焦,从而得到良好的成像结果。与改进的距离多普勒(Range Doppler,RD)算法相比,该算法减少了1.013×108浮点运算量(Floating Point Operations per Second,FLOPS),边缘点方位向聚焦效果有了很大的改善,方位向峰值旁瓣比(Peak Sidelobe Ratio,PSLR)、积分旁瓣比(Integrated Sidelobe Ratio,ISLR)、分辨率分别提升了2.41 dB,1.29 dB,1.16 m,证明了该方法的有效性与可行性。     

双站合成孔径雷达R/D成像算法研究

随着分布式SAR的兴起,双站SAR的成像算法开始成为新的研究热点。研究了双站回波的信号特性,将双站的相对运动分解为方位向和距离向,通过分解补偿的方法将经典的距离多普勒(R-D)算法移植到双站模型上,实现了双站SAR的成像。并在星载参数下进行了点阵目标的仿真,仿真证明移植后的算法可以获得良好的成像效果。     

星载-机载混合BiSAR方位向空变特性的分析

在非等速条件下,双基地SAR(BiSAR)在方位向具有空变的特点。首先,建立星载-机载混合BiSAR的几何模型。利用卫星、飞机和目标之间的运动关系,在时域上推导出方位向空变量的数学表达式。然后,运用Taylor多项式展开的分析方法,总的方位向空变量可以分解为4个空变分量之和。此外,还详细分析了各阶空变分量对点目标冲激响应函数的影响。仿真结果表明,零阶空变分量和一阶空变分量必须加以校正和补偿,才能得到与参考目标相同的成像效果;而二阶空变分量和三阶空变分量对距离压缩后信号的包络和相位的影响是可以忽略的。     

一种特殊构型的双站SAR的CS实现

针对发射机位于地球同步卫星的双站SAR这种新型成像雷达体制,建立了信号的回波模型,并推导了在这一模型下的Chirp Scaling算法实现.通过大场景点阵目标的仿真证明,该算法处理速度快,无需插值即可实现对SAR原始数据的二维匹配滤波操作进而实现良好的SAR图像效果,可适用于高精度发射机位于同步卫星的双站SAR的成像处理.     

适于大斜视角的星载双基地SAR波数域成像算法

本文提出一种星载双基地SAR(Synthetic Aperture Radar)等效平行轨迹距离模型,计算表明该模型误差远远小于直接基于多普勒参数的二阶距离模型.基于该距离模型提出一种星载双基地SAR波数域成像算法,能在大斜视角、高分辨率情况下精确成像.最后对仿真点目标双基地回波进行成像处理,结果与基于二阶距离模型的成像算法相比较,证明了本文等效距离模型和成像算法的优越性.