分布式卫星双基SAR分辨特性分析

由于分布式卫星的轨道特点及SAR成像特点所致,分布式卫星双基SAR在一定条件下可近似认为是一种信号发射器与接收器平行运动的双(多)基SAR。该文结合分布式卫星双基SAR的这一特点,应用梯度的概念就分布式卫星双基SAR几何分辨率、分辨方向、分辨单元几何特性等问题进行了研究; 以视角、斜视角函数的形式给出了任意基线构型下分布式卫星双基SAR的几何分辨率、分辨方向的表达式; 并研究了分布式卫星基线对分辨特性的影响。     

双基SAR成像的点目标解析频谱研究

双基SAR距离徙动由于存在两个双曲线形式,使用传统的驻定相位原理方法难以解析得到双基下的目标二维频谱。该文总结了LBF方法,级数反演方法,利用双基成像几何的瞬时频率方法以及基于等效单基思想的DMO方法,并给出了必要的分析,给出了DMO方法和GBF的等效性,验证了在任意构型下级数反演方法和LBF的关系。通过不同双基构型下的点目标成像仿真结果详细分析了各种方法的聚焦性能。     

异构平台双基SAR成像的RD算法

LBF是第一个原理上适用于任意构型双基SAR的点目标二维解析频谱.传统的LBF对于速度差异较大的异种平台构型双基SAR的精度低,无法实现有效聚焦成像处理.本文给出了一种基于加权LBF的双基SAR的RD算法.仿真成像结果验证了所提方法的有效性.     

一种求解GEO星机双基地SAR二维频谱的方法

求解回波信号的二维频谱是双基地合成孔径雷达(Bi-SAR)系统成像的关键问题,传统方法主要有Loffied双基公式法(LBF)和扩展Loffied双基公式法(扩展LBF)。而对于地球同步轨道星机双基地合成孔径雷达(GEO星机双基地SAR)来说,由于收发平台具有明显的异构性,采用传统方法求解回波信号二维频谱会产生较大的误差。文中针对GEO星机双基地SAR系统的结构特点,提出采用多普勒贡献比加权(DDW)的方法来求解回波信号的二维频谱,并通过仿真分析比较了LBF、扩展LBF、DDW三种方法求解回波信号二维频谱的相位误差;然后,选取GEO星机双基地SAR场景下的点目标,利用求解得到的二维频谱进行仿真成像;最后,比较了成像效果,说明采用DDW方法求解该模式下回波信号二维频谱的优越性。     

GEO星机双/多基地SAR系统同步探讨

分布式合成孔径雷达（SAR）系统已成为SAR领域新的研究方向和研究热点,在地球静止轨道（GEO）上构建发射站,在空中飞机上配置SAR接收机的星机双基地SAR,是一种新体制的SAR系统。该文对基于地球静止轨道（GEO）的卫星作为发射站平台,飞机作为接收站的星机双基地SAR系统进行了介绍,给出了系统的组成方式,并就星机各自的轨道进行了简述,文章重点对GEO星机双基地SAR系统的同步问题进行了分析,提出了初步的构想,并给出了部分仿真结果。     

基于级数反演的双基前视圆周SAR成像

双基前视圆周合成孔径雷达（BFL-CSAR）为一种双基前视及圆周合成孔径雷达优势相结合的成像模式,拥有单基直线 SAR 及圆周 SAR 所不具备的前视二维成像优势。由于该构型双基距离历程双根号及三角函数的存在,其目标回波信号的二维频谱难以有效获得,从而给后续成像处理带来困难。针对这个问题,首先结合 BFL-CSAR 的运动特点,建立回波距离模型,利用级数反演理论有效获取了回波信号的二维频谱,并在此基础上提出了一种适用于双基前视圆周 SAR 的快速频域成像算法。计算机仿真实验验证了理论分析的正确性以及成像算法的有效性。     

分布式GEO SAR模糊度分析

地球同步轨道合成孔径雷达（GEO SAR）具有短重访、广覆盖等优势。分布式GEO SAR由多个GEO SAR同时收发形成多个相位中心,具有可降低合成孔径时间、提高信噪比等优点。模糊度是雷达系统设计中的重要指标,传统SAR的模糊度计算通常在距离时域、方位频域进行。然而在分布式GEO SAR中,通常无需进行全孔径成像即可获得满足要求的分辨率,因而点目标的方位向信号带宽低于场景瞬时多普勒带宽,使得基于方位频域的模糊度计算方法失效。此外,双基地配置以及地球球形表面也给地面模糊区位置的计算带来困难。本文首先给出考虑地球球形表面的双基地GEO SAR模糊区位置的近似计算方法,然后给出分布式GEO SAR模糊度的计算步骤。仿真对比分析了传统频域方法与本文所提方法,并详细分析了单基地GEO SAR、双基地GEO SAR和多基地GEO SAR的模糊度特点。      

一种改进的GEO SAR回波仿真方法

地球同步轨道合成孔径雷达（Geosynchronous Earth Orbit SAR，GEO SAR）是近几年来SAR领域的研究热点。GEO SAR轨道高度达到35786km，作用距离远、覆盖范围大，使得传统低轨星载SAR的回波仿真方法不再适用，例如双程斜距计算方法、姿态导引方法、地面目标布设方法等都需要改进。回波仿真是SAR成像处理的一个重要环节，在吸收现有研究成果的基础上，提出了一种改进的GEO SAR回波仿真方法，考虑了不同的轨道构型，在椭球地球表面布设点阵目标，更符合实际情况。通过回波仿真和成像验证了所提方法的有效性。     

固定接收机双站UWB SAR改进NLCS算法

针对固定接收机双基地UWB SAR成像特点,建立回波信号模型,分析了该构型下距离徙动特征,结合改进NLCS算法解决了距离徙动空变带来的影响。重点分析了方位向调频率随目标方位位置的变化情况,为了解决方位调频率空变影响方位聚焦的问题,提出了一种扩展NLCS算法,推导了更高精度的方位扰动函数的解析表达式,并给出了该算法的具体操作流程。最后用该方法对仿真的点目标双基回波进行成像处理,获得了较好的目标聚焦效果,验证了所提出方法的正确性。     

机载双基地SAR成像算法比较

机载双基地SAR(synthetic aperture radar)的成像算法与单基地类似,需要做空间变化的二维相关处理.不同的双基地SAR成像算法对空间变化的二维相关处理采取了不同的近似方法.本文详细分析了忽略方位向和距离向耦合的算法,双基地距离-多普勒算法,直接应用相位驻定原理三种算法的近似程度和相互联系.并给出了这些算法对相位近似的解析分析.最后给出仿真结果以验证解析分析的正确性.     

Passive reference-sharing SAR ADC

Charge-redistribution successive approximation register (SAR) analog-to-digital converters (ADCs) are widely used for their simple architecture, inherent low-power consumption and small footprint. Several techniques aiming to reduce the power consumption, to increase the speed, and to reduce the capacitance spread have been developed, such as splitting the digital-to-analog converter (DAC) capacitor array, and charging and discharging the DAC capacitors in multiple steps. In this paper, a fully differential, low-power, passive reference voltage sharing SAR ADC architecture is presented, along with its theoretical analysis and test results. In this architecture, suitable for low sampling rate and low-resolution applications, the reference voltage is scaled down by successively connecting equally sized capacitors in parallel, allowing the use of small capacitor for its implementation. The implemented 6-bit ADC is one of the smallest ADCs reported in a 180-nm technology, and features a FoM between 30.8 and 39.3 fJ per conversion step without considering the clock generator power consumption.     

合成孔径雷达运动目标的检测和成像研究

运动目标的检测和成像是合成孔径雷达的难题之一，但又具有很强的实际意义，本文将ADPCA技术同MP法结合起来用于运动目标的检测和成像，其中将ADPCA技术用于运动目标的检测．MP法则解决了运动目标参数提取这一难点．计算机模拟的结果验证了该两算法的可行性，本文最后给出了可行的运动目标成像框图．     

基于自适应滤波的DPC-MAB SAR方位向信号重建

偏置相位中心方位多波束(DPC-MAB)SAR系统利用方位向多个子孔径同时接收回波,在PRF较低时根据多波束回波的相关性对其进行联合处理,实现方位向信号的重构,从而在保证高方位分辨率的同时增加测绘带宽。该文针对DPC-MAB SAR系统研究了基于波束形成理论的多普勒解模糊方法。传统非自适应的波束形成算法敏感于通道幅相误差以及各类噪声,而基于Capon算法的自适应最小方差无畸变(MVDR)最优波束形成器在多个模糊分量相关性较强时性能大大衰减,针对以往方法的局限性与不足之处,该文提出了一种改进的最小输出能量(MOE)波束形成算法,该算法首先利用多通道回波数据自适应的估计统计自相关矩阵,根据子空间投影理论对理想导向矢量进行修正,然后利用多重约束条件有效抑制相关模糊分量,解模糊性能明显提升。仿真实验和实测数据处理均验证了其有效性。     

机载超宽带SAR运动补偿方法

本文基于机载合成孔径雷达（SAR）正弦运动误差模型,研究了机载超宽带SAR运动补偿方法。首先,本文从理论上解释了传统“两步运动补偿法”原理,并分析了“两步运动补偿法”的优势与不足。其次,基于分析结果,文中提出一种“两步运动补偿法”的改进处理流程,称为“单步运动补偿法”。在“单步运动补偿法”中,用于补偿距离空变相位误差的“二阶补偿”由在距离弯曲校正（RCMC）后的回波域内进行改为在RCMC前的回波域内进行。与原始“两步运动补偿法”相比,“单步运动补偿法”具有更好的高频运动误差补偿性能。文中详细推导了所提运动补偿方法,并通过仿真实验证明了该方法的有效性。      

调频连续波SAR非线性处理方法研究

合成孔径雷达系统畸变引入的幅相误差严重影响了雷达的成像效果,必须予以校正才能获得高质量的图像。该文针对调频连续波SAR系统频率响应非理想特性引入的幅相误差以及信号扫频非线性误差对系统性能的影响,分析建立了存在系统误差的调频连续波SAR系统回波信号模型,研究了系统误差估计与校正的问题,并考虑小型化调频连续波SAR实时成像处理的需求,提出了一种改进的适合实时成像处理的调频连续波SAR的高精度非线性距离-多普勒成像处理算法。最后,通过理论推导和仿真分析,验证了算法的可行性和有效性。     

频域多通道UWB—SAR接收机结构分析

分析了一种基于频域多通道的超宽带合成孔径雷达(UWB-SAR)接收机结构。比较了各种滤波器原型在频域分割滤波器组中的性能，依据正交镜像滤波器组(QMF)原理，给出了一种切实可行的临界采样频域分割方法。     

基于压缩感知的双通道SAR地面运动目标检测方法研究

针对目前双通道SAR地面运动目标检测(GMTI)方法采样数据量过大的问题,该文提出一种基于压缩感知的双通道SAR运动目标检测方法。该方法首先沿方位向进行随机稀疏采样得到双通道原始回波数据,然后通过匹配滤波方法实现距离向聚焦,并利用压缩感知技术实现方位聚焦,最后运用传统相位中心偏置天线(DPCA)技术进行杂波抑制。通过公式推导从理论上分析了该算法利用双通道方位稀疏采样数据实现杂波抑制的可行性,同时详细分析了运动参数对目标成像的影响。仿真与实测数据实验表明该算法在方位向欠采样情况下仍具有良好的杂波抑制性能。     

一种通用的SAR/ISAR自聚焦方法

首先介绍了我们最近提出的一种ISAR自聚焦新方法AUTOCLEAN(AUTOfocus viaCLEAN),然后对其中的特征提取算法进行了深入研究。研究结果表明,用CLEAN作为特征提取算法是合适的。AUTOCLEAN不仅是一种稳健的ISAR自聚焦方法,而且还可以推广应用到聚束SAR、曲线SAR和机载双天线干涉SAR中的自聚焦处理。     

Adaptive model-based scattering decomposition of Polarimetric SAR Interferometry

In this paper, a new decomposition method is proposed to solve the problems that vegetation component is overestimated and is not sensitive to directional scattering features with traditional polarimetric Synthetic Aperture Radar （SAR） decomposition. It uses a Polarimetric Interferometric Similarity Parameter （PISP） calculated from Polarimetric SAR Interferometry （PolInSAR） datasets to the scattering decomposition. The PISP is proposed to reveal the geometric sensitivity of SAR inter- ferometry. It is defined by three optimized mechanisms obtained from PolInSAR datasets, therefore, it not only relates to the coherent scattering mechanism closely, but also sufficiently uses the phase and amplitude information. The PISP of building is high, and forest＇s PISP is low. The proposed method uses the PISP as a judge condition to select different vegetation model adaptively. The decomposition results show the proposed method can effectively solve the vegetation ingredients overestimation problem. In addition, it is sensitive to the directional scattering.