合成孔径雷达多波速通道间相位误差研究

通过点目标成像方式,分析了合成孔径雷达（SAR）多波束通道间相位误差及其对合成孔径雷达成像性能的影响,给出了计算机仿真结果,指出各种通道间相位误差都将引起方位向压缩波形主瓣展宽、峰值下降,且方位向压缩波形主瓣两侧出现虚假目标;同时给出了在系统硬件方面以及成像处理中减小通道间相位误差的一些措施．     

L/C双频共口面微带天线阵列设计研究

介绍了一种新的双频共口面微带天线阵列的设计.天线工作在L波段和C渡段,采用共口面结构实现复合双频工作,适用于机载合成孔径雷达.L波段(1.275GHz)采用带扇形头的微带线耦合馈电的蝶形缝隙天线,达到10%的阻抗带宽.C波段(5.3GHz)采用缝隙耦合馈电的矩形贴片天线,4×4阵列仿真带宽达到6%左右.此高低波段单元结构组合形式可以实现高频比,且在物理结构上没有相互遮挡.用Ansoft Hfss和Cst对设计进行了对比仿真优化,得到了较好的双频辐射特性.     

基于扇贝效应校正的改进滑动Mosaic全孔径成像算法

该文提出了一种针对滑动Mosaic模式合成孔径雷达（SAR）的全孔径成像算法,包含了扇贝效应校正和尖脉冲抑制。该方法创新性地通过方位向去斜预处理,来校正由于雷达天线转动引入的天线方向图加权,即扇贝效应校正技术。尖脉冲抑制的主要思想是利用线性预测谱估计算法,通过相邻Burst数据外推来补全Burst之间的空缺数据,从而抑制由多个Burst相干处理所引起的尖脉冲,即矛刺。最后,带宽为200 MHz的C波段机载SAR系统实验处理结果验证了该文所提方法的有效性。      

超混沌正交多相码信号的设计与优选

正交多相码信号在雷达组网作战和合成孔径雷达抗欺骗干扰中有着重要的作用。提出了一种新的采用超混沌序列产生正交多相编码信号的设计方案。根据雷达系统的性能需求,给出了超混沌序列的相关性优选方法,首次指出求解互相关序列最大集是一个最大团问题,并结合实际给出一种简洁高效的最大团求解算法。仿真结果表明,超混沌正交多相码满足独立同分布,较常规混沌编码复杂度更高（均在1.2以上）,码序列众多,经多脉冲相干积累后旁瓣较Frank码有近10 dB的改善,适合于在组网雷达系统和抗干扰环境中的应用。     

基于极化干涉SAR 反演植被高度的改进三阶段算法

利用极化干涉合成孔径雷达(Polarimetric Interferometry SAR, PolInSAR)数据反演森林参数问题为当前PolInSAR 研究的热点问题。经典的森林参数反演算法是基于随机散射体模型(Random Volume over Ground, RVoG)的阶段反演算法,该算法中直线拟合误差和体散射估计误差会严重影响反演精度。为了提高树高估计精度,该文使用整体最小二乘法直线拟合得到更精确的地表相位估计结果,并提出以Gamma 函数为线性度量自适应地估计体散射去相干,得到了改进的PolInSAR 三阶段反演算法,实验结果表明改进算法可靠有效。      

基于二维Chirp-Z变换的星载TOPSAR成像算法

TOPSAR是一种新型的星载SAR宽幅测绘模式。该模式成像算法需要解决三大问题：多普勒频谱混叠、较大的距离徙动和方位输出时间混叠。针对这些问题,该文提出了一种基于2维Chirp-Z变换的成像算法,给出了该算法的完整推导过程和各传递函数的表达式。其中,方位去斜预滤波处理能够在较少的方位总采样点数下解决多普勒频谱混叠;距离向和方位向Chirp-Z变换能够分别完成距离徙动校正和方位信号聚焦。由于该算法只需要在方位向上增加较少的采样点数,且不涉及任何插值操作,故其具有较高的运算效率。仿真数据处理结果验证了提出成像算法的有效性。     

一种基于灰度互相关法的扫描模式下的风场反演算法

该文分析了传统风场反演算法的理论依据、特点和不足,提出一种新的扫描模式下的风场反演算法。该算法考虑两幅相邻扫描周期所成合成孔径雷达图像中海浪波纹的相关特性,应用互相关方法,求解波纹运动矢量,确定风场风向,然后代入地球物理模型求解风速。与传统风场反演算法及浮标实测数据对比可知,该算法提高了风场反演的精确度,且不存在风向模糊问题。机载雷达实测数据的处理结果证明了方法的有效性。     

基于方位向相位编码技术的方位向多通道SAR距离模糊抑制方法

距离模糊一直是影响合成孔径雷达(SAR)成像质量的重要因素之一。方位向相位编码(APC)技术是一种有效抑制距离模糊的方法,但是由于APC技术高度依赖于高过采样率,对于多通道SAR系统,APC技术的距离模糊抑制效果很有限。该文提出一种新的基于APC技术的多通道系统距离模糊抑制方法。该方法首先通过APC技术将部分距离模糊信号产生方位平移,通过额外增加接收通道数提供的额外信号自由度,能够在方位向上通过合适的数字波束形成(DBF)技术同时滤去距离模糊和重建方位向信号,因此距离模糊信号可以被很好地抑制。该文最后给出仿真结果,证明该方法的有效性。     

高效星载TOPSAR场景回波信号模拟方法

星载TOPSAR回波信号模拟中时域逐点法运算效率低,而2维频域法又无法直接模拟星载TOPSAR回波信号。针对这个问题,该文提出了一种高效的星载TOPSAR模式场景回波模拟方法。该方法在距离向上利用参考点回波与场景散射矩阵卷积完成,在方位向上采用对逐个慢时间进行模拟和存储。文中详细给出该方法的处理流程,分析了该方法的运算量,同时还对比了点目标模拟结果与精确的时域模拟方法的差异,最后利用模拟回波信号的成像及干涉结果验证了该文方法的有效性。     

Bulk-FFBP：基于距离向整体处理的快速分解后向投影算法

距离向分块快速分解后向投影(Block-FFBP)算法通过子孔径合成降低了传统BP的算法复杂度,并且通过距离向分块,简化了繁琐的极坐标与直角坐标的转换。然而,距离分块操作使各块引入了斜距范围波动,而且插值核长度余量导致了算法的内存效率低下,从而降低了成像效率。该文提出一种基于距离向整体处理的Bulk-FFBP算法,并细分为基于距离向控制点的Bulk-FFBP以及无控制点的Bulk-FFBP。文中通过仿真对两种Bulk-FFBP算法进行了误差分析、成像性能分析以及算法效率分析,并与Block-FFBP算法进行对比,证实了Bulk-FFBP的优越性。