双站聚束式合成孔径雷达方位分辨率研究

在双站聚束式合成孔径雷达系统设计中,分辨率是一个关键的参考因素。当发射站和接收站分别位于不同高度但飞行轨迹地面投影平行的两条航迹中时,建立了一种机载双站聚束式合成孔径雷达系统空间几何数学建模。同时对双站聚束式SAR的方位分辨率进行了理论分析和数值仿真,讨论了不同初始条件对双站聚束模式SAR系统分辨率的影响。仿真结果表明,双站聚束式SAR分辨率不仅与雷达工作波长、雷达转视角有关,而且与发射机以及接收机相对位置有关。     

聚束照射合成孔径雷达方位分辨率研究

推导了雷达载体作匀速直线运动时，载体初始位置，速度以及合成孔径时间表示的聚束照射ＳＡＲ等效合成孔径长度的解析式，给出了以雷达工作波长，合成孔径起始及终止时刻速度矢量与天线相位中心到目标瞄准线之间夹角表示的聚束照射ＳＡＲ方位分辨率的理论表达式。     

星载SAR广义聚束模式天线波束控制研究

该文介绍了广义聚束概念并建立了星载SAR广义聚束模式简化空间几何模型。在此基础上研究了天线波束指向角的控制方法,得出了在合成孔径时间内实时控制天线波束指向角的理论依据。最后结合一组系统参数给出了波束指向控制的实验结果,验证了理论公式。     

基于方位波数域聚束模式PFA的运动补偿新方法研究

该文在对聚束模式SAR数据进行极坐标算法(PFA)形式成像的过程中,通过研究载机运动误差对散射点方位向波数表达式的影响,给出了一种基于方位波数域进行运动误差估计及相关补偿的新方法。该方法首先应用距离匹配滤波和方位dechirp实现对原始数据的2维调频率去斜处理,同时经过距离FFT和极坐标算法的操作将原来极坐标下的数据重采样到直角坐标系下的2维波数域,最后对数据进行距离和方位的分块误差估计及补偿。这种方法能很好地针对运动误差造成的方位二次及高次误差相位项进行精确补偿,同时也能处理误差相位的空变性问题,因此可以获得相对传统时域补偿方法更好的图像聚焦效果。实测数据的处理和分析,验证了该文所述方法的有效性,证明了与传统时域运动补偿方法相比的优越性。     

一种改进的机载聚束式合成孔径雷达层析算法

本文根据聚束式ＳＡＲ能够在小范围内获得超高分辨力微波图象的特点，从计算机辅助层析照相技术入手，提出和详细推导了一种改进的，适用于聚束式ＳＡＲ成像的直接付立叶重建ＤＦＲ层析算法。该算法与传统的ＤＦＲ算法相比，简化了目标付立叶域信息重构成过程，降低了雷达系统的Ａ／Ｄ采样率和脉冲重复频率ＰＲＦ，完成了初步的相位补偿，便利了硬件处理的实现，提高了成像效率。     

星载SAR滑动聚束模式研究

比较了星载SAR滑动模式与传统聚束模式的不同特点,研究了滑动聚束模式的相关系统指标,特别是天线方位扫描角,给出了该模式的实现方式,对方位多普勒解模糊、天线方位扫描角的要求和转动中心位置的确定进行了分析与仿真,并给出了相应的仿真结果。仿真结果可直接应用于高分辨率星载SAR系统设计。     

合成孔径雷达聚束模式合成孔径长度研究

该文首先给出了传统聚束SAR合成孔径长度计算公式并指出了其局限性,然后针对机载和星载两种情况下的几何模型导出了聚束SAR合成孔径长度计算的新公式.在星载情况下,考虑了地速对孔径设计的影响.最后通过数值模拟分析证实了采用新公式进行计算合成孔径长度的必要性.该文为聚束SAR合成孔径长度提供了设计参考.     

星载合成孔径雷达多普勒参数估计

本文给出了一种综合的星载合成孔径ＳＡＲ雷达多普勒参数估计方法，该方法可以从雷达回波数据本身提取多普勒进行成像处理，甚至可以不依赖卫星历数据和姿态数据作为初始估计。该方法是基于对多普勒参数及其误差的性质的研究而提出的。最后，利用ＳＥＡＳＡＴ－Ａ海洋卫星的ＳＡＲ原始数据的多普勒参数估计结果和采用该参数进行成像处理的结果，验证了该方法的可行性和有效性。     

斜视聚束模式合成孔径雷达的频率Scaling成像算法

作为一种新的聚束模式合成孔径雷达(Spotlight SAR)成像算法,频率Scaling算法(FSA)在不进行插值操作的情况下,可以对距离单元徙动(RCM)实现精确校正.本文详细研究了频率Scaling算法在大斜视角情况下Spotlight SAR的成像算法.在原有算法的基础上提出了斜视模型下的频率Scaling算法.点目标仿真和对原始回波数据的成像结果都证实了该算法的可行性.     

多视角聚束合成孔径雷达成像

在介绍聚束合成孔径雷达高分辨率成像机理、其获得更高分辨率的难点所在、以及空间分辨率与观测空间频谱关系原理的基础上,提出利用多视角观测增加对目标的观测角,从而增加目标观测的空间频率范围,进而提高空间分辨率的思想.通过对每一视角观测采用波数域成像算法获得每次观测的频谱,利用空间频谱与空间域的对应关系进行频谱融合,对融合后的频谱进行逆傅立叶变换获得方位向分辨率提高的图像.计算机模拟验证了多视角聚束合成孔径雷达成像提高成像分辨率的有效性.     

滑动聚束SAR成像模式研究

滑动SAR是一种新颖的SAR成像模式,它通过控制辐照区在地面移动的速度来增加方位向相干累积的时间,从而提高SAR方位向的分辨率。该文从成像机理、回波方程、分辨率、天线扫描以及测绘带宽等方面对滑动聚束SAR进行了详细分析,并且给出了滑动聚束SAR的波数域成像算法。通过对条带SAR,聚束SAR,滑动聚束SAR的比较,可以看出条带SAR和聚束SAR都是滑动聚束SAR的一种特例。     

星载多通道高分辨率宽测绘带SAR系统运动目标检测方法

该文针对星载多通道高分辨率宽测绘带合成孔径雷达系统,提出一种新的运动目标检测方法。该方法首先利用波束形成方法进行杂波抑制,然后对运动目标的斜距历程进行拟合得到运动目标的运动方向。接着对杂波抑制后的数据进行聚焦处理,得到模糊的运动目标图像,并利用恒虚警检测技术检测得到所有的模糊运动目标。最后根据模糊图像的空间关系和估计出的运动方向检测出真实目标。星载仿真数据验证了该方法的有效性。     

一种高分辨率聚束SAR运动补偿算法研究

聚束SAR模式是获得高分辨率雷达图像的一种有效的方法。由于合成孔径时间较长,载机在合成孔径时间内飞行的非平稳性造成图像严重散焦,并且高分辨率SAR的距离向信号也存在相位误差。该文提出一种新的基于回波数据的运动补偿方法对载机的位置误差、距离向相位误差以及残余包络误差进行有效的估计,得到高分辨率的聚束SAR图像,并通过实测数据验证了该文方法的有效性。     

基于方位向多通道的星载SAR Mosaic模式研究

Mosaic模式是聚束和ScanSAR的混合模式,能同时实现高分辨率和大场景成像。该文提出一种基于方位向多通道的Mosaic模式,将成像场景沿距离向和方位向划分为若干子成像块,各块采用滑动聚束模式独立成像后再进行2维拼接。利用短发射子孔径使系统扫描角显著减小,进而降低系统设计难度,同时也使各子成像块距离徙动量减小;方位向多通道接收能提高系统信噪比,利用空间采样降低脉冲重复频率,更有利于波位选择。     

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。     

基于Relax算法的星载高分宽幅成像方法研究

现代星载合成孔径雷达(SAR)系统要求同时具备高分辨率和宽测绘带的能力,而传统单通道星载SAR系统在分辨率和测绘带两个重要指标之间存在固有矛盾,因此方位向多通道的方法被提出并用于解决上述问题。该文在分析方位向多通道回波模型的基础上,结合Relax算法的特点,提出了一种基于Relax算法的星载SAR高分宽幅(HRWS)成像方法,并给出了新方法的详细迭代流程。通过点目标回波仿真,并与传统的方位向多通道HRWS重建方法进行对比,验证了新方法的可靠性和有效性。

     

非平行飞行模式机载双站聚束式SAR分辨力研究

本文建立了一种机载双站聚束式SAR(合成孔径雷达)空间几何数学模型,对方位分辨力进行了理论和数值分析,并进行了仿真,讨论了不同条件对双站聚束模式SAR系统分辨力的影响。     

未来星载SAR技术发展趋势

星载合成孔径雷达(SAR)以卫星等空间飞行器为运动平台,具有全天时、全天候、全球观测能力,已成为一种不可或缺的对地观测手段。当前,我国星载SAR已实现分辨率从米级到亚米级、系统体制从正侧视条带向方位扫描聚束、从单通道向多通道、极化方式从单一极化到全极化的技术跨越。随着技术的不断进步,未来星载SAR将在体制、概念、技术、模式等方面取得突破,包括高分辨率宽幅成像、多基地、轻小型化、智能化等,从而不断拓展星载SAR的观测维度,实现多维度信息获取。该文将围绕星载SAR的技术发展趋势展开论述。