聚束式SAR的宽场景成像算法

 提出了基于SPECAN处理的宽场景聚束式SAR成像算法.首先对距离Dechirp后的信号在方位上作谱分析(SPECAN)处理消除方位模糊并对信号支撑区进行伸缩与平移变换,二次相位补偿后选择合适的插值方法恢复信号理想支撑区,最后二维IFFT成像.讨论并给出了算法对脉冲重复频率选择的限制.仿真实验验证了该方法的有效性.     

高分辨率星载聚束式SAR的 Deramp Chirp Scaling成像算法

基于两步处理算法和Chirp Scaling算法,提出一种适用于高分辨星载聚束式合成孔径雷达(SAR)的Deramp Chirp Scaling(DCS)算法.该算法结合了谱分析(SPECAN)算法和Chirp Scaling算法的优点,算法先采用具有固定多普勒调频率的deramp处理实现方位的粗聚焦,消除了星载聚束式SAR特有的方位频谱混迭现象,然后应用Chirp Scaling原理实现距离的精确聚焦,并补偿deramp处理引起的方位相位误差,实现方位精聚焦.基于斜视等效距离模型,该模型更好地拟合了星载聚束式SAR的空间几何关系,推导了DCS算法,给出了实现步骤,整个算法无需任何插值操作,只需复乘和FFT即可完成.该算法适用于宽测绘带高分辨率星载聚束式SAR的精确成像处理.最后,通过计算机仿真,验证了算法的有效性.     

基于多普勒重采样的恒加速度大斜视SAR成像算法

针对机动平台大斜视(HS) SAR存在的方位相位系数空变特性,该文提出一种基于多普勒重采样的改进谱分析(SPECAN)成像方法。首先,对于恒加速度HS SAR,给出了一种正交坐标斜距模型,可以处理传统方法中距离走动校正(RWC)引起的坐标旋转,解决了斜距模型与信号之间的失配问题。在此基础上通过方位多普勒重采样校正相位系数的空变性,并且结合SPECAN技术实现方位向聚焦。最后,通过仿真数据验证了该文算法的有效性,与参考算法相比该文方法聚焦质量有明显提升。     

基于条带式SAR与聚束式SAR内在联系的SAR成像研究

针对条带式合成孔径雷达（stripmap sar）与聚束式合成孔径雷达（spotlight sar）的方位向频谱结构,讨论了两种模式SAR之间的区别与联系,利用两者之间的内在联系,提出斜视条件下将条带式SAR数据分块,进行聚束式处理的方法,并对聚束式成像区域大小参数的选择进行了分析.对于相同尺寸的成像区域,对条带式SAR进行聚束式处理可以减小运算量.采用空间频率插值成像算法实现了条带式SAR与聚束式SAR成像算法上的统一,最后应用外场实测数据完成成像,成像结果证实了理论分析的正确性.     

机载大斜视条带SAR的高分辨聚束成像处理

基于条带模式和聚束模式合成孔径雷达的内在联系,提出一种将条带回波信号划分成等效聚束子孔径数据,并利用波数域算法进行聚束成像的方法。该算法首先对回波数据进行两维的频域匹配滤波,然后在距离波数域中利用Stolt插值变换获得两维均匀分布的地物反射率函数的重建频谱,最终通过IFFT成像。在实现场景地物成像处理的基础上,进而利用改进的秩一自聚焦算法实现剩余相位误差的估计及补偿,从而获得目标的高分辨图像。仿真及实测数据的成像效果验证了文中提出方法的可行性及有效性。     

同航线双基聚束式SAR宽场景成像算法

该文在现有双基SAR成像研究的基础上,提出了同航线双基聚束式SAR成像的算法。该算法首先对回波信号进行方位预处理实现信号支撑区的不模糊,然后利用传统波数域的成像算法聚焦。该算法较双基极坐标算法有更高的聚焦精度并且没有几何形变。它不仅适用于平行航线的双基成像,其思路也完全适用于其它聚束模式的成像处理。最后通过仿真验证了算法的正确性。     

机载SAR多模式统一化成像处理技术研究

合成孔径雷达(SAR)技术能够实现感兴趣区域(ROI)的多模式成像与超高分辨观测。然而,超高分辨成像因多脉冲长时间相干积累而面临方位频谱混叠问题,且对于斜视情况下的凝视和滑动聚束模式,传统频域成像算法难以实现统一化处理。据此,本文提出了一种SAR多模式统一化成像处理算法。首先,采用线性距离走动校正削弱斜视数据的两维耦合。然后,结合基于方位Deramp技术的混叠频谱重建方法与方位重采样,实现混叠信号的恢复及聚焦深度问题的解决。最后,利用扩展的距离徙动算法进一步完成ROI精聚焦。本文所提算法能够对斜视的凝视和滑动聚束数据进行统一化的成像处理。基于点目标仿真与机载SAR多模式实测数据处理结果,验证了所提方法的有效性。     

A fast approximate imaging algorithm for spaceborne synthetic aperture radar

A fast algorithm of azimuth processing for spaceborne aperture radar (SAR), which is called SPECAN algorithm, is proposed. Compared with general frequency algorithms, SPECAN has advantages in computation, memory and structure. SPECAN algorithm is very important for surveying real time processing of spaceborne SAR. The structure and special problems for SPECAN algorithm used in spaceborne SAR are mainly engaged in this paper. Finally, raw data of SEASAT-A satellite is used to verify the feasibility of SPECAN algorithm.     

星载合成孔径雷达(SAR)成像处理快速近似算法

本文研究了一种用于星载SAR方位处理的快速算法,称为SPECAN算法,该算法与常规的频域算法相比较,在计算量、存贮量和算法结构上都有明显的优势。它可作为星载SAR粗处理的实时处理算法,对星载SAR实时成像处理具有重大意义。本文着重研究了SPECAN算法的结构及其在星载SAR中所需解决的特殊问题。最后,利用SEASAT-A海洋卫星SAR原始数据验证了该算法的可行性。     

斜视聚束模式合成孔径雷达的频率Scaling成像算法

作为一种新的聚束模式合成孔径雷达(Spotlight SAR)成像算法,频率Scaling算法(FSA)在不进行插值操作的情况下,可以对距离单元徙动(RCM)实现精确校正.本文详细研究了频率Scaling算法在大斜视角情况下Spotlight SAR的成像算法.在原有算法的基础上提出了斜视模型下的频率Scaling算法.点目标仿真和对原始回波数据的成像结果都证实了该算法的可行性.     

极坐标格式算法及其在条带SAR成像中的应用

极坐标格式算法(PFA)是一种典型的聚束SAR成像算法。本文从信号相位历程的角度阐述了PFA成像的基本原理，并基于对条带SAR和聚束SAR两种模式的比较，利用二者之间的内在联系，将条带SAR的原始数据进行分块处理并将分块数据等效成为聚束模式数据，然后用PFA对等效数据进行聚束成像。对外场数据的处理证实了理论分析的正确性和本文所提出方法的可行性。     

滑动聚束SAR成像模式研究

滑动SAR是一种新颖的SAR成像模式,它通过控制辐照区在地面移动的速度来增加方位向相干累积的时间,从而提高SAR方位向的分辨率。该文从成像机理、回波方程、分辨率、天线扫描以及测绘带宽等方面对滑动聚束SAR进行了详细分析,并且给出了滑动聚束SAR的波数域成像算法。通过对条带SAR,聚束SAR,滑动聚束SAR的比较,可以看出条带SAR和聚束SAR都是滑动聚束SAR的一种特例。     

星/机双基地混合滑动聚束式SAR距离-多普勒成像算法

该文提出了星/机双基地混合滑动聚束式SAR的距离-多普勒成像算法。文中首先通过级数反演法得到了此双基构型下场景目标的2维频谱,并通过解析近似得到随距离空变的频谱表达。在此基础上,提出了先根据谱分析技术对回波信号进行方位去混叠处理,再进行2维频域处理得到全孔径聚焦的双基地SAR 距离-多普勒成像算法。该算法不需要进行子孔径分块和插值操作,运算量小,效率高。最后通过仿真实验验证了算法的有效性。     

一种改进的星载聚束SAR子孔径ECS算法

在分析原有ECS算法的基础上,提出了一种适合于星栽聚束SAR成像的子孔径ECS算法。该算法对数据进行子孔径划分,可降低系统对PRF及运算存储量的要求。距离压缩采用斜视等效距离模型,实现精确的距离徙动校正。方位压缩采用方位scaling和频谱分析来实现,并分析推导了合理的方位scaling因子取值。最后,通过仿真验证了算法的有效性。     

基于方位谱分析的斜视TOPS SAR子孔径成像方法

斜视TOPS SAR成像处理需要解决3大问题：方位频谱混叠,距离和方位耦合严重,方位输出时域混叠。针对上述问题,该文提出一种基于谱分析的子孔径成像处理方法。首先对子孔径数据在时域适当进行扩展并获取无模糊的2维频谱,然后采用修正的距离徙动算法进行距离徙动校正和距离脉冲压缩,最后在方位频域对子孔径信号进行拼接处理,获得全孔径信号无模糊的方位频谱并结合谱分析技术将信号聚焦在方位频域。仿真结果验证了该算法的有效性。     

Processing of Sliding Spotlight and TOPS SAR Data Using Baseband Azimuth Scaling

This paper presents an efficient phase preserving processor for the focusing of data acquired in sliding spotlight and Terrain Observation by Progressive Scans (TOPS) imaging modes. They share in common a linear variation of the Doppler centroid along the azimuth dimension, which is due to a steering of the antenna (either mechanically or electronically) throughout the data take. Existing approaches for the azimuth processing can become inefficient due to the additional processing to overcome the folding in the focused domain. In this paper, a new azimuth scaling approach is presented to perform the azimuth processing, whose kernel is exactly the same for sliding spotlight and TOPS modes. The possibility to use the proposed approach to process data acquired in the ScanSAR mode, as well as a discussion concerning staring spotlight, is also included. Simulations with point targets and real data acquired by TerraSAR-X in sliding spotlight and TOPS modes are used to validate the developed algorithm.      

Novel approach based on deramping technique for squinted sliding spotlight SAR imaging

This paper investigates a novel approach based on the deramping technique for squinted sliding spotlight Synthetic Aperture Radar (SAR) imaging to resolve the azimuth spectrum aliasing problem. First of all, the properties of the azimuth spectrum and the squint angle impacts on the azimuth spectrum aliasing problem are analyzed. Based on the analysis result, an operation of filtering is added to the azimuth preprocessing step of traditional Two-Step Focusing Approach (TSPA) to resolve the azimuth folding problem and remove the influence of the squint angle on the azimuth spectrum aliasing problem. Then, a modified Range Migration Algorithm (RMA) is performed to obtain the precise focused image. Furthermore, the focused SAR image folding problem of traditional TSPA is illuminated in this paper. An azimuth post-processing step is proposed to unfold the aliased SAR image. Simulation experiment results prove that the proposed approach can solve the spectrum aliasing problem and process squinted sliding spotlight data efficiently.     

一种基于SPECAN卷积的聚束式SAR宽场景高分辨成像算法

针对聚束式SAR成像,提出了一种基于谱分析（SPECAN）卷积的宽场景高分辨成像算法。该算法主要利用SPECAN卷积对回波方位实现了多普勒去模糊,推导二次相位补偿项,可实现信号支撑区相干性恢复。利用SPECAN卷积和相位补偿实现了信号二维频谱解模糊,同时保持了相位规律,所以可利用高精度的距离徙动算法（RMA）实现高分辨聚焦。区别于传统的聚束式SAR成像算法,基于SPECAN卷积的算法不引入近似,可应用于大场景高分辨聚柬成像。仿真试验验证了该方法的有效性和优越性。     

一种应用于条带SAR的改进PGA算法

相位梯度自聚焦（PGA）算法被广泛应用于SAR成像过程中，具有很好的聚焦性和稳健性。文中在对聚束SAR中的标准PGA算法进行分析的基础上，根据聚束SAR与条带SAR回波信号的不同特点，提出了适用于条带SAR的PGA算法。该算法通过选取更为合适的特显点目标及以特显点位置作为分段的依据，在条带SAR的仿真和实际成像过程中取得了良好的聚焦效果，并且具有较快的收敛速度。     

一种基于快速分解后向投影的条带SAR成像新方法

快速分解后向投影(Fast Factorized Back-Projection, FFBP)最初用于超宽带SAR成像,并在聚束SAR信号处理领域取得了巨大的成功。然而,由于积分孔径和角域升采样的限制,FFBP算法难以直接用于条带SAR处理。为了提高FFBP算法在条带SAR处理的实用性,该文从积分孔径和角域波数带宽的角度出发,提出一种适用于条带SAR处理的重叠图像法。该方法极大地保留FFBP算法的运算效率,有效地避免因角域升采样带来数据量大的问题。最后,通过斜视条带SAR仿真实验验证了该方法的有效性。