结合直达波补偿的星地双站SAR滑动聚束模式频域成像算法

星地双站合成孔径雷达以星载系统为机会照射源,地面接收机接收直达波和散射波信号进行同步和成像处理。介绍了星地双站合成孔径雷达系统结构,对基于直达波进行距离向脉冲压缩后的信号调频率、距离徙动以及二维频谱的空变性进行了分析。在此基础上,运用方位向预处理过程、直达波补偿以及非线性Chirp Scaling算法,提出了适合该模型的频域成像算法,并通过点目标仿真验证了该成像算法的有效性和性能。HITCHHIKER星地双站合成孔径雷达系统实测数据进一步验证了该成像算法的有效性。     

星载寄生式SAR系统频率同步分析

针对星载寄生式SAR系统对地观测应用背景,详细分析了频率同步误差对双站SAR成像的影响,以法国提出的“干涉车轮”构形为例,对同步误差进行了仿真。提出了一种新的频率同步方法,该方法通过接收主星的直达波信号并进行相关处理,从而得到频率同步误差。计算机仿真结果表明该同步方法的准确性和有效性。     

基于因式分解BP的车载前视地表穿透SAR快速成像算法

车载前视地表穿透SAR(VMFL-GPSAR)属于双站SAR的范畴,采用单站快速因式分解BP(FFBP)处理存在较大的误差.针对双站SAR模型分析FFBP的距离误差,给出了极角采样率限制条件,提出了双站FFBP算法,通过合理设置子孔径中心提高聚焦效果,并结合距离相位补偿和线性插值技术,进一步提高聚焦精度.仿真和VMFL-GPSAR实际数据处理结果验证了双站FFBP算法,成像效率可提高2.31倍.     

星载双站SAR采用距离-多普勒算法的保相成像

星载双站合成孔径雷达(SAR)的成像可以采用距离-多普勒(RD)算法.算法的距离模型可使用二次模型和直线模型,针对系统双站的特点,讨论了高精度距离模型参数的求取方法.传统RD算法采用二次模型,在斜视情况下,二次模型可能会有较大误差,主要是会影响方位向压缩,因此讨论采用直线模型对应的方位压缩因子进行成像,从而改善方位向旁瓣.成像中为了使算法能够保相,需采用合适的方位向压缩因子,使其不破坏所成像的相位信息.     

直达波和杂波干扰下目标阴影逆合成孔径成像

对直达波和杂波条件下的阴影逆合成孔径雷达(SISAR)目标成像问题进行了研究。分析了直达波和杂波对侧影像畸变和运动补偿的影响,提出了一种新的直达波和杂波干扰下目标SI-SAR成像方法,即将回波信号与参考信号进行模拟对消,并利用目标回波的频谱特性剔除残留直达波,再对目标运动参数进行粗估计,采用粗搜索和精搜索2步实施准确的运动补偿,最终获得失真度较小的目标侧影像。仿真实验验证了算法的有效性。     

FPGA实时多普勒中心频率估计

基于弹载合成孔径雷达(SAR)对成像精度、处理时间、资源使用效率和设备低功耗的更高要求,提出一种基于FPGA的多普勒中心频率估计方法,采用FPGA实现实时高精度多普勒中心频率估计。改进回波处理流程,在距离向脉冲压缩过程中,距离向脉冲压缩结束后即可完成多普勒中心频率估计,进行后续距离走动校正(RCMC),实现了SAR信号处理机的"零等待"。在算法实现过程中,提出了基于FPGA的流水线式相位解缠绕方法和基于最小二乘的参数曲线拟合算法,实现相位解缠绕的连续流水输出以及中心频率估计参数精确插值。通过试验验证,基于FPGA的多普勒中心频率估计方法,充分发挥了处理资源使用效率,使SAR信号处理机硬件相对以前减少80%以上,处理时间和频率估计精度均优于系统要求。     

一种高分辨SAR层析成像方法

在城区建筑三维重建中,如何利用非均匀的少量观测数据,在保持方位向-距离向分辨率的同时实现高度向的高分辨成像是SAR层析面临的一个主要难题.在确定性点目标模型下,基于RELAX算法,提出了一种适用于城区建筑三维重建的SAR层析高分辨成像方法.与统计模型下的空间谱估计方法相比,该方法无需多视处理,能够保持方位向-距离向分辨率.与奇异值分解方法相比,该方法具有更优的高度向分辨能力.在仿真数据和Envisat-ASAR实测数据处理实验中,该方法的有效性得到了验证.     

基于GPS信号的双基地SAR成像方法研究

对基于导航信号的合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)成像方法进行了研究,主要是在星载-机载双基地配置情况下,利用GPS(global posi-tioning system)卫星信号作为照射源,机载接收机接收点目标回波,通过距离向和方位向的压缩处理进行点目标成像。不同于线性调频信号,导航信号是扩频信号。研究了该信号的距离压缩方法,并给出一种方位压缩的实用方法,较好地达到方位压缩效果:利用Matlab工具进行了多点目标回波和成像算法的仿真。仿真结果表明:利用导航信号可以构成双基地SAR成像系统。     

基于FRFT的FMCW SAR成像

调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)结合调频连续波与合成孔径成像技术,具有体积小、重量轻、成本低、分辨率高等一系列优点,是新近提出来的一种成像雷达体制。由于FMCW SAR的差频信号在方位向可以转化为调频信号,据此提出了一种基于分数阶傅立叶变换(FRFT)的FMCW SAR成像算法。仿真结果表明,该算法与RD算法相比较,方位向主瓣压缩和旁瓣抑制效果非常明显。     

毫米波高分辨SAR成像算法性能分析

为了研究SAR成像算法在毫米波段的处理性能,以点目标回波信号模型为基础,对几种经典SAR成像算法进行了推导,分析了各算法近似处理引入的误差。仿真结果表明,在高分辨毫米波SAR成像中,RD算法和CS算法存在大于1/4波长的相位误差,NCS算法相位误差小于1/4波长。研究结果可为毫米波高分辨SAR成像系统中成像算法的选择提供参考。     

BP成像算法的快速实现

BP (Back Projection)算法是一种被广泛应用的SAR成像算法 ,它的突出优点是解决了大积累角情况下不可避免的距离迁移 (rangemigration)问题。但由于计算量过大 ,使得它往往成为提高信号处理效率的瓶颈。本文充分利用轨道SAR地面实验中雷达运动轨迹的特点 ,通过消除BP算法中计算的冗余性 ,极大地降低了计算负担 ,提高了成像速度。本算法在实际应用中取得了良好效果     

去调频FM-CW SAR距离维成像研究

调频连续波(FM-CW)合成孔径雷达因其体积小、重量轻、成本低及分辨率高等特点越来越受到关注。详细分析了去调频FM-CW SAR距离维成像过程,得到了FM-CW SAR残留视频相位在距离维傅立叶变换过程中被消除的有用结论;分析了影响距离维分辨率的因素,提出了改善FM-CW SAR距离分辨率,同时降低距离维采样率的方法。理论分析表明,去调频连续波SAR同样存在斜置现象,因此,还详细分析了FM-CW SAR斜置的产生以及去斜的方法,提出了包含去斜的距离维成像算法,为方位向更好的聚焦提供了条件。     

对合成孔径雷达的转发式扫频干扰技术研究

对合成孔径雷达( SAR)的干扰技术进行了系统的研究,在对余弦转发式干扰和伪装遮盖干扰进行详细理论分析和计算机仿真的基础上提出了一种新的干扰方法——转发式扫频干扰,该方法通过转发调制了扫频信号的SAR回波,使得SAR回波在距离向频域不能实现压缩,破坏了合成孔径雷达的自聚焦能力.理论研究表明,这几种方法均可以在低干信比的条件对SAR进行有效干扰,使其不能成像,从而达到掩护分布式目标的目的.通过对汽车模型成像的干扰仿真,验证了这些方法的有效性和可行性.     

冲激信号SAR反向投影成像方法I、Q 实现

本文在分析冲激信号成像特点的基础上，说明了线阵模型是解释冲激信号ＳＡＲ成像过程的有效方法，给出了冲激信号ＳＡＲ反向投影（ＢＰ）方法，针对系统实现问题，提出了对Ｉ、Ｑ两路信号分别积累，求模的ＢＰＩＱ法，并以计算机仿真及与常规的ＢＰ作比较，最后给出了一些有用的结论。     

一种改进方位向非线性CS大斜视角SAR成像算法

大斜视角SAR成像时存在严重的距离走动现象,慢时域的距离走动校正在解决这一问题同时导致了聚焦深度问题.分析了二维频域解耦合后残余相位误差以及时域走动校正后的多普勒调频率误差,提出一种改进的方位向非线性CS算法,校正了三次以上距离迁徙带来的相位误差,同时采用改进非线性CS扰动方程补偿了随方位偏移量线性变化的调频率误差.仿真结果表明,改进算法的大斜视角大场景成像性能优于传统的高分辨大斜视角成像算法.     

冲激SAR成像的分辨率估计

后向投影 (BP)算法是一种被广泛应用于冲激SAR的成像算法。当冲激SAR的发射信号是某一类冲激信号时 ,根据冲激SAR成像的特点 ,推导出BP算法的方位分辨率与成像积累角、信号中心频率的关系。仿真结果表明 ,在相当范围内 ,估计公式都是准确的     

SAR微动目标的稀疏贝叶斯成像方法

SAR微动信息能够反映出目标的属性信息,其微动图像可作为雷达目标识别的一种重要手段。基于SAR微动目标回波的稀疏特性,建立了在过完备词典下的稀疏表示模型,提出一种新的稀疏贝叶斯重构方法——方差成分扩张压缩,该方法仅赋予有重要意义的信号元素不同的方差分量,拥有更少的参数。仿真结果表明,方差成分扩张压缩方法能较精确地估计出SAR目标微动参数,同时能够获得低信噪比条件下较好的微动目标像。     

非正弦波SAR的方位向分辨力

为研究非正弦波SAR的方位向分辨力 ,从波束形成的角度分析了非正弦波SAR的方位向聚焦原理 ,导出了基于矩形脉冲和高斯脉冲的合成孔径天线阵列方向图表达式 ,并与常规窄带SAR进行比较 ,指出影响非正弦波SAR方位向分辨力的主要因素为合成孔径长度和信号带宽 ,而与信号载频无关。     

混沌信号在弹载雷达成像中的应用

传统的线性调频信号在雷达成像中存在旁瓣电平过高,参数容易被截获等缺点。为了提高成像雷达的抗干扰性能和分辨能力,将混沌调频信号用于弹载成像雷达系统,建立了SAR工作的空间几何模型,在此基础上分析了回波特性,并对点目标进行了成像仿真,重点对成像性能进行了分析。结果表明,混沌调频信号用于弹载成像雷达系统可获得比较理想的点目标图像,使系统具有强抗干扰性能,有着良好的发展前景。