结合隐函数导数方法的平行等速双基SAR成像

由于双基合成孔径雷达回波信号中,其斜距历程为两个根号和,故信号在二维频率域或者距离多普勒域的表达式无法通过驻定相位点原理解析得到.针对这个问题,将此驻定相位点表示为方位频率的泰勒级数,并且称该方法为隐函数导数法.通过代数计算,可以得到平行等速双基合成孔径雷达构型下的二维频谱.应用该方法,可以将斜距历程中的双根号变成单根号,这对后续的成像算法是有帮助的.然后,基于这个频谱,改进的距离多普勒算法被用于处理平行等速双基合成孔径雷达数据,同时得到相应的成像处理结果.仿真实验和实测数据处理验证了该处理方法的有效性.     

一种求解任意构型双基SAR频谱的新方法

为了提高点目标参考频谱精度,提出一种求解任意构型双基SAR点目标参考频谱的新方法．该方法使用最佳平方逼近来展开收发斜距历程,通过直接求解代数方程得到驻相点,进而得到双基SAR点目标参考频谱．通过这两步处理,提高了二维频谱精度．仿真实验表明,该方法所得点目标参考频谱具有良好的聚焦性能．     

一种时域去走动的四阶模型SAR成像方法

针对大斜视SAR回波耦合性强问题,从提高斜距模型近似精度和距离徙动校正精度两方面对SAR成像进行了研究,推导了一种四阶SAR成像算法模型。首先为了提高模型近似度,将斜距展开到四次项,然后为了将距离向和方位向进行初步解耦,在时域进行走动补偿,通过级数反演法将信号转到二维频域进行距离弯曲校正,方位匹配滤波后得到聚焦后的SAR图像。该方法流程简单,便于实时处理。仿真结果表明,该方法具有较强斜视处理能力,取得了较高的成像分辨率。     

一种同轨双基SAR的非线性CS成像算法

针对大斜视情形下同轨双基合成孔径雷达(SAR)中目标的距离徙动和二次距离压缩(SRC)的空变性问题,基于严格解析的双基频谱,提出了一种适用于同轨双基SAR的非线性线频调变标成像算法．与适用于小斜视角条件的线频调变标成像算法不同,该算法不仅考虑了调频率随多普勒频率的变化,而且也考虑了其随距离的线性变化,更好地实现了同轨双基SAR中SRC的精确补偿,取得了满意的聚焦效果．仿真实验验证了所提算法的有效性．     

双站SAR图像几何失真校正方法研究

针对双站合成孔径雷达(SAR)中由于发射机、接收机斜视角和速度的不同导致获取图像存在几何失真的问题,提出了一种基于坐标尺度变换的双站SAR图像几何失真校正方法．首先根据双站SAR的几何关系,详细分析了目标的斜距历程．采用等效相位中心原理,将双站SAR模型等效于单站SAR模型,结合RD成像算法,建立了几何失真校正的数学模型．最后通过该数学模型,对静止二维点阵目标的成像结果进行了几何失真校正,校正结果与地面设定的场景完全一致,从而验证了该校正方法的有效性和正确性．     

基于降维Capon的双基地MIMO阵列目标DOD和DOA联合估计算法

针对双基地多输入多输出(MIMO)阵列目标DOD(发射角)和DOA(接收角)联合估计问题,提出了一种基于泰勒级数展开的降维Capon联合收发角估计算法。该算法首先利用泰勒级数将阵列流型矢量展开,将需要二维搜索的MIMO Capon算法降为一维搜索,然后利用拉格朗日算子通过一维搜索获得目标的DOD,最后将估计的DOD代入阵列流型矢量中获得接收阵列流型矢量,从而估计出与DOD相对应的DOA。该算法无需二维谱峰搜索,通过一维搜索得到目标收发角,且DOD和DOA自动配对。与现有算法相比,该算法不仅能够获得较好的角度分辨率,而且有效降低了运算量。仿真结果验证了所提算法的有效性。     

非匀速平台SAR成像算法研究

提出一种波数域非匀速平台SAR成像方法．从波数和瞬时斜距的概念出发,通过对回波信号沿非匀速平台方位采样位置进行曲线积分得到理想的回波波数域表达式,再利用常规成像算法进行聚焦成像．该算法适用于任何已知平台方位采样位置的情况,不用进行插值操作,成像精度高．易于和已有成像算法结合．仿真结果验证了算法的有效性．     

高低轨异构双基地SAR改进CS成像算法

针对地球同步轨道卫星发射-低轨道卫星被动接收的异构双基合成孔径雷达系统中,由于收发时延长和接收机速度快导致的“走-停”假设不成立,复杂成像几何下回波信号在距离向和方位向具有严重空变性的问题,提出一种基于二维时域扰动的改进线性调频变标成像算法．首先基于双基观测几何推导出非“走-停”假设下的信号模型;然后通过时域扰动的方法校正回波二维空变性;最后对残余相位进行补偿．仿真实验表明,该算法可实现高低轨双基合成孔径雷达高分辨率宽幅场景的良好聚焦,且具有很好的保相性能．     

机载大斜视SAR的快速简易成像方法

大斜视角下SAR信号特点表现为大的距离走动和小的距离弯曲,这使得采用时域距离走动校正和二维可分离成像方法成为可能．但方位场景较大时要考虑聚焦深度的限制,须采用复杂的算法．提出一种将成像和校正几何形变相结合的分段处理方法,段与段之间可以完全衔接,实现快速连续实时成像．仿真试验和实测数据成像均证明快速简易方法是可行的．     

中轨SAR海面运动舰船回波建模研究

中轨SAR具有宽测绘带及重访时间短的优势,是低轨SAR与高轨SAR的重要补充。然而,相对于低轨SAR,中轨SAR具有合成孔径时间长,轨道特性复杂等特点,常规斜距模型不适用于中轨SAR。考虑了回波非"停-走-停"的情况,结合轨道及运动舰船特点,对中轨SAR舰船目标斜距模型进行定量化分析。得到舰船在静止、匀速运动、加速运动时四阶斜距模型能够满足成像要求,当受海浪影响时四阶斜距模型将失效的结论。最后实现中轨SAR海面舰船回波精确建模。     

机载条带SAR F.Leberl扩展模型无参考点定位

针对机载合成孔径雷达(SAR)条带成像模式,基于距离多普勒(RD)算法,建立了F. Leberl扩展模型,推导了不考虑地形起伏情况下基于该模型的图像无参考点定位公式体系,分析了多普勒参数估计误差、斜距及载机高度测量误差对定位精度的影响,并通过仿真给出了有用的结论.     

利用SPECAN算法的聚束SAR成像处理

讨论了距离向去调频聚束模式SAR信号的回波模型及特点,通过对聚束SAR信号的时、频域关系的分析,给出了适合去调频后的聚束SAR数据的成像算法。该算法结合了SPECAN算法高效和标准条带成像算法精确的优点,首先采用SPECAN算法对原始数据距离向去斜,其次采用距离-多普勒算法实现方位精确聚焦,与传统的距离-多普勒算法相比,成倍地降低处理的数据量,从而可实现聚束SAR的实时成像处理。对Ku波段实际飞行数据采用该算法压缩得到高分辨率的图像,验证了理论分析的正确性和所用方法的可行性。     

弹载扫描SAR宽测绘带模式成像方法研究

针对弹载SAR景象匹配制导中匹配概率较低,需要大测绘带图像的问题,提出了通过天线距离向扫描扩大测绘带宽度的弹载扫描SAR宽测绘带成像模式.建立了弹体三维运动下的成像几何模型,给出了目标斜距表达式和回波信号表达式.通过分析扫描造成的线性距离走动空变性与多普勒中心空变性的问题,提出了改进的Range-Dopp ler成像算法,并分析了算法运算量.然后推导了弹体存在侧向移动时的几何校正公式.最后通过仿真验证了所提成像模式和算法的可行性.     

合成孔径声呐多接收阵数据融合CS成像算法

多接收阵合成孔径声呐中收、发阵元空间的分置,使得斜距历程成为2个独立的双曲函数之和;因而很难获得其快速成像算法所必须的距离多普勒域和二维频域内的解析表达式.文中将收、发相位历程对方位向多普勒频率的贡献分开来考虑,把多接收阵模式下的时域回波数据等效为准收发合置项和收发分置畸变项的二维卷积.因此去收发分置畸变项处理之后,多接收阵合成孔径声呐就转换为传统的收发合置合成孔径声呐成像问题.在此基础上,文中给出了一种基于该方法的CS成像算法.最后,仿真实验和湖试结果验证了该方法的有效性.     

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,主要是在星载一机载双基地配置情况下,利用GPS（global positioning 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。     

同航线双基调频连续波SAR改进距离徙动算法

考虑到调频连续波合成孔径雷达具有较长的扫频周期,要达到频率的线性化非常困难,针对现有非线性校正方法的不足,提出了改进的频率非线性校正方法.另外,分析了平台连续运动带来的多普勒频移的影响.对于频率非线性校正后的信号,利用瞬时频率的概念,通过引入双基角,推导出基于调频连续波的同航线双基合成孔径雷达回波信号的二维波数域表达式,在此基础上提出了包含频率非线性校正的同航线双基调频连续波合成孔径雷达的改进距离徙动成像算法.仿真数据的处理验证了频率非线性校正方法以及成像处理算法的有效性.     

宽带宽测绘带SAS非线性线频调变标算法

为解决大带宽发射信号下的宽测绘带合成孔径声呐成像问题,提出了一种扩展的非线性线频调变标成像算法。算法通过将点目标响应的二维谱进行泰勒级数展开并保留至四阶项,有效提高了算法的宽带适应性;通过考虑等效调频斜率随时延差量的一阶线性及二次非线性变化特性,有效提高了算法的宽测绘带适应性;通过在推导由三次和四次相位滤波及非线性线频调变标操作时引入的相关参量的过程中,充分考虑等效调频斜率随时延差量的二阶非线性变化特性,精确补偿了距离向频率高阶相位项带来的误差,有效提高了成像质量。仿真试验结果验证了算法的有效性。     

一种曲线轨迹下的弹载前斜视成像算法

针对弹载SAR存在前视盲区的问题,提出了一种导弹运动轨迹配合的前斜视距离多普勒成像算法.该算法要求导弹沿曲线轨迹飞行,这样雷达天线以一定的斜视角指向目标,前视转换为前斜视模式就能够对目标成像.考虑到曲线轨迹下距离方程复杂、成像难度较大,首先获得距离方程的高阶近似表达式,并在时域作距离徙动校正;再利用级数反演法获得二维频率域表达式;最后通过二维匹配滤波获得成像结果.仿真实验验证了该算法的有效性.     

Y形阵列宽带信号二维来波方向估计

利用Y形阵列结构的特点,提出一种宽带信号二维来波方向的估计方法.该方法在相干信号子空间法的基础上,通过采用流型矩阵展开的方式获得聚焦矩阵,并针对聚焦后的协方差矩阵,利用基于子阵的ESPRIT算法和二维MUSIC算法进行联合估计,从而提高了测向精度且减小了谱峰搜索的范围.理论分析和计算机仿真实验表明,该方法对于非相干信号源和相干信号源都具有较好的估计效果,并具有较低的计算量.     

一种新的大斜视TOPS SAR全孔径成像方法

针对大斜视模式导致回波信号距离向和方位向耦合严重,循序扫描地形观测模式波束指向的变化导致全孔径回波信号的方位带宽大于系统脉冲重复频率,引起方位谱模糊的问题,提出了一种基于修正距离徙动算法和方位谱分析的全孔径成像算法.对于全孔径数据,首先通过方位预处理获取信号无模糊的二维频谱,然后采用修正距离徙动算法进行距离徙动校正,最后通过谱分析技术和方位去斜技术将信号聚焦在方位频域.仿真实验和实测数据结果验证了该算法的有效性.