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.     

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。     

基于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。本文介绍了星地双站SAR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,基于方位向预处理过程、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。星地双站SAR实测数据进一步验证了该成像算法的有效性。     

谐波信号对SAR半实物仿真成像的影响研究

采用实际发射信号与模拟场景信息相结合的方法产生SAR回波信号,通过距离多普勒算法对飞机模型成像,并对其成像与模拟成像之间的差异进行了误差分析和验证,得到了谐波分量的存在使得回波信号在距离压缩后主瓣峰值偏移,副瓣增高,进而导致成像效果变差的结论.试验结果进一步表明,信号与谐波功率比越大,成像效果越好.     

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。     

机载UWB SAR实时信号处理算法研究

机载超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)实时信号处理具有大数据量、大计算量等特点。用于实时信号处理的NCS算法需要较大的存储空间,针对这个问题,提出了改进的NCS算法,减小实时成像处理对存储空间的要求。同时,给出了UWB SAR实时信号处理的流程,分析了前向速度误差对成像质量的影响,推导了在改进NCS算法中基于测量数据的视线误差补偿的性能,采用仿真数据和实测数据对整个系统的性能进行了验证。     

基于NCS算法SAR成像效果仿真分析

针对SAR斜视状态使用CS算法对地面目标成像展开分析,重点分析了改进的NCS算法在处理高阶相位耦合方面的优势,按照改进的NCS算法对地面目标回波信号的成像过程进行了分析,使用计算机仿真验证了高阶耦合项位、残余相位误差随斜视角的变化关系,分析了目标回波聚焦效果,对实地模拟目标进行了成像仿真。     

基于GPU的SAR成像层次化并行处理研究

针对SAR成像处理具有的内在并行性,提出了一种基于GPU的SAR成像层次化并行处理方法。首先分析了SAR成像处理过程中信号的并行性,对任务进行了层次化分解与组合,设计了层次化并行的CS成像算法;然后通过CUDA编程将并行成像算法映射到CPU+GPUs系统平台上,实现了层次化并行成像处理;为了检验并行处理效果,采用原始数据进行了SAR成像处理实验。实验结果表明,在几乎没有损失图像质量的情况下,层次化并行处理获得了较高的加速比。     

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。