多发多收SAR编码正交信号设计及性能分析

多发多收(MIMO)雷达是一种新的雷达体制,具有许多突出的优点.将MIMO技术应用于对地观测的SAR系统,将为高性能地完成高分辨率、宽测绘带成像和GMTI等功能提供有效途径.正交波形优化设计是MIMO雷达研究中的基础性关键问题.首先针对SAR应用的特点,考虑同频编码正交信号之间互相关能量影响,提出了综合积分旁瓣比指标定义.然后通过理论分析和一维数值仿真论证了同频编码正交信号综合积分旁瓣比性能无法满足SAR成像的要求;再通过数值仿真验证了失配滤波处理仍然无法改善同频编码正交信号的综合积分旁瓣比性能.最后优化设计了一组相位编码正交信号作为MIMO-SAR发射信号,通过MIMO-SAR成像和InSAR仿真试验,进一步验证了分析结论的有效性.     

机载MIMO-SAR线性阵列天线配置研究

等效相位中心原理的应用为多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)的天线设计提供了更大的自由度。文中阐述了等效相位中心原理,分析了传统ARTINO天线配置,指出由于其发射阵元布设于机翼处而剧烈抖动造成图像模糊的问题。然后,对传统ARTINO天线结构进行了改进,并提出了发射居中紧凑和接收居中紧凑2种天线构形。最后,对4种天线构形的方向图进行了仿真。结果表明,MIMO-SAR采用等效相位中心原理进行天线结构配置,可以在保证天线方向图具有良好指向性的同时,提高天线配置的灵活性并降低成本。     

多载频MIMO-SAR对消处理抗欺骗干扰

 根据多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)的特点,提出在重叠等效相位中心(EPC)处采用对消处理抑制欺骗干扰的方法.MIMO-SAR采用收发同置天线配置可形成多组位置相同的等效相位中心;发射多载频线性调频(LFM)信号将使每组位置重叠等效相位中心处的回波相位有所差异.利用此特点,可以在子回波相位补偿后采用对消处理对欺骗干扰进行抑制.文中给出了收发同置MIMO-SAR的系统模型,分析了欺骗干扰下的回波特点,指出在位置重叠等效相位中心处的欺骗干扰信号对间仅存在相位差异,给出了对消处理完成欺骗干扰抑制的信号流程,实验结果证明了本文方法的有效性.     

多维波形编码信号大测绘带成像

提出一种基于MIMO-SAR(Multiple-Input Multiple-Output Synthetic Aperture Radar)体制的多维波形编码大测绘带成像的方法.首先介绍了多维波形编码信号.在信号发射过程中,利用俯仰阵列进行波束形成,控制波束方向使其在不同子脉冲时间内照射不同子测绘带,通过适当的参数设计可以将远近不同场景回波时间限定在一小段时间范围内.由于各子测绘带回波信号混叠导致了距离模糊,利用俯仰方向阵列天线进行数字波束形成解距离模糊.该方法实现的大测绘带是连续的,克服了传统方法中利用俯仰波束实现宽测绘带存在盲区的缺陷.同时该方法具有灵活的功率分配能力和多距离分辨能力.克服了传统大测绘带成像中回波能量偏低的缺点,同时也突破了传统成像过程中单一分辨率的不足.     

MIMO-SAR中虚拟径相位校正与子带合成方法研究

该文对单发射多接收(SIMO)和多发射多接收(MIMO)系统进行了研究,对多个孔径天线依次发射,多个孔径同时接收和多个孔径天线同时发射接收等工作方式进行了理论推导,通过采用虚拟孔径相位校正的方法,实现单发多收信号叠加成像.对多个频率同时发射方式,通过采用子带合成和虚拟孔径相位校正的方法,实现多个接收信号的叠加.并对虚拟...     

MIMO-SAR回波分离方法分析

MIMO-SAR（Multiple input multiple output synthetic aperture radar） 是近年来提出的一种新的SAR体制。通过多个发射天线和接收天线的组合,可以形成更多等 效相位中心,提高系统自由度,进一步扩展SAR的模式,提高其性能。但是,SAR回波对应分 布场景,匹配滤波后互相关噪声叠加,相互干扰造成图像下降,通常MIMO雷达中正交波形分 集方法在MIMO SAR体制中是无效的。因此,回波分离成为MIMO SAR实现的关键问题。本文 介 绍了MIMO SAR的工作原理及其应用,对目前已有的回波分离方法进行分析,指出其原理和 约束条件,最后针对回波分离问题,探讨了一些新的解决方法。     

基于接收滤波器设计的MIMO-SAR波形耦合抑制

针对同频正交编码信号发射波形的多输入多输出合成孔径雷达（Multiple-input and Multiple-output Synthesis Aperture Radar,MIMO-SAR）因波形互耦产生的互相关噪声降低成像质量问题,提出了基于辅助变量设计接收滤波器的方法,通过失配处理压低距离副瓣电平,有效抑制波形间耦合带来的影响;并定义了副瓣电平抑制因子、综合积分旁瓣比改善因子等指标定量分析了算法性能.数值仿真实验表明：该方法能有效抑制正交波形间的互相关噪声,最大副瓣电平抑制在10 dB左右,综合积分旁瓣比改善可达2.5 dB.     

Design and performance analysis of orthogonal coding signal in MIMO-SAR

Multi-input multi-output (MIMO) radar which has evident advantages in many applications is a new radar system.Applying the MIMO technique to the earth observing synthetic aperture radar (SAR) system offers effective ways for the improvement of high resolution and wide swath imaging and ground moving target indication (GMTI) systems.Designing the optimal orthogonal waveform is a crucial problem in the research on MIMO radar.First,the index definition of synthetic integrated side-lobe level ratio (ISLR) is pr...     

基于回波数据压缩的MIMO-SAR成像方法

针对多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)高分辨成像的回波数据量过大问题,提出了一种基于数据压缩的MIMO-SAR成像方法。通过对MIMO-SAR回波数据的分析,补偿了由于MIMO雷达收发分置导致的相位误差;其次利用距离徙动算法(RMA)对回波数据进行预处理并分析了其稀疏性;然后针对预处理后的回波数据进行压缩传输,在接收端利用压缩感知重构算法获得回波数据在距离多普勒域的稀疏表示并进行成像处理。仿真结果表明,所提方法可以在大幅压缩MIMOSAR回波数据的基础上实现准确成像。