基于数字阵列雷达的同时多模式SAR 成像体制研究

数字阵列雷达(Digital Array Radar, DAR)用于合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)成像能够同时完成多种成像模式,具有广阔的应用前景。该文首先对DAR 的基本硬件结构和工作原理进行介绍。在此基础上,结合数字波束形成(Digital BeamForming, DBF)技术,提出6 种可同时实现多模式SAR 成像的工作方式,并对各种工作方式给出了相应的新颖的成像模式。此外,以某种新颖的模式为例,给出了其系统设计的详细过程。最后通过仿真实验验证了该成像模式的有效性及正确性。      

数字式波束形成在星载双基和多基SAR中的优越性

在单一发收卫星SAR(合成孔径雷达)系统中,地面成像幅宽受天线长度限制,而载荷重量受发射条件的限制,发射大天线的SAR卫星是困难的.因此,将发和收分开成双基SAR,并在接收天线的高度上和/或方位上采用数字波束形成就有明显好处.若采用多接收卫星组合则单星SAR天线可做得很小,有利于降低成本.     

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。     

基于IDL语言的双基SAR成像软件开发

基于IDL语言运算快速且具备完善的信号处理及图像处理功能的优势,设计开发一个合成孔径雷达(SAR)成像软件平台,完成双站SAR威像的仿真,并具备一定的数据分析和图像处理功能,对国内SAR软件平台的开发具有一定的参考价值.     

基于IDL语言的双基SAR成像软件开发

基于IDL语言运算快速且具备完善的信号处理及图像处理功能的优势,设计开发一个合成孔径雷达（SAR）成像软件平台,完成双站SAR成像的仿真,并具备一定的数据分析和图像处理功能,对国内SAR软件平台的开发具有一定的参考价值。     

双基星载HRWS-SAR系统俯仰向DBF处理技术

双基星载高分辨率宽测绘带SAR系统(HRWS-SAR)利用数字波束形成技术(DBF)将俯仰向多通道的回波信号进行快时间域的相干合成,DBF处理性能必然受到双基构型的影响。该文针对一般双基构型的星载HRWS- SAR系统,推导了点目标接收方向角与收发距离和之间的线性近似表达式,建立了俯仰向通道的回波信号模型,进而构建了一种时变加权与FIR滤波相结合的DBF处理方法,并给出了系统实现框图。该文对几种典型双基构型的星载HRWS-SAR系统DBF处理进行了仿真,结果表明合理的双基构型能有效提升星载HRWS-SAR系统的DBF处理性能。     

双/多基地SAR发展评述

双／多基地合成孔径雷达是将接收和发射系统分别置于不同平台上的合成孔径雷达（SAR）系统。该体制不但增加了SAR系统在军事应用中的生存能力,而且还使系统具有前视成像等优势。文中分析了双／多基地合成孔径雷达的技术优势和发展历程,并对其未来研究方向进行了阐述,提出了一些研究建议。     

多基线干涉SAR测量技术发展与趋势分析

 本文针对多基线干涉合成孔径雷达新型对地观测技术,综合分析了其发展历史、应用范围、以及多基线干涉SAR(合成孔径雷达)系统现状.同时,对多基线干涉SAR测量技术数据处理关键技术等方面的研究进展,以及在测绘、海洋、建筑物监测、水文、地面沉降监测等领域的应用潜力进行了研究与阐述.最后针对地形测量应用领域,着重论述了其相关研究热点及未来发展趋势,并初步分析了部分尚待解决的问题.     

机载UWB数字阵列SAR系统技术研究

合成孔径雷达作为一种无线电装备,也必然遵循从模拟到数字再到软件化的发展道路。数字阵列SAR/MTI雷达可以克服常规SAR/MTI雷达的瓶颈问题,具有许多常规SAR/MTI系统所不具备的优势。首先介绍了常规数字阵列雷达的优势;然后从工作体制的选择、系统的组成和关键技术等方面对机载UWB数字阵列的系统设计进行了详细的阐述;最后给出了飞行试验和地面试验验证的结果。     

基于Chirp Scaling的双基SAR成像PFA算法研究

该文研究了基于Chirp Scaling原理实现双基聚束SAR成像的极坐标格式算法(Polar Format Algorithm, PFA)。PFA通过两个一维插值来实现数据的极坐标格式转换,插值计算量较大。该文基于发射信号的线性调频特性,在距离向对极坐标格式数据进行变标处理,仅包含信号复乘和FFT,从而避免了插值运算。文中对于接收Chirp信号和Dechirp信号分别进行了讨论,依照不同流程实现了极坐标格式算法。同插值方法相比,二者聚焦结果相当,但是CS(Chirp Scaling)的方法速度有显著提高。点目标仿真实验验证了此方法的有效性。     

星地双基合成孔径雷达聚束模式快速BP算法

该文提出了一种应用于双基合成孔径雷达聚束模式的快速反向投影(FBP)算法,该算法在距离向压缩上使用地面接收器的同步信道作为回波信号的距离向匹配滤波器,在方位向压缩上采用2 次相位校正降低快速BP 算法中的近似误差对成像造成的影响,算法的计算复杂度为O(N2.5)。最后利用仿真数据和实测数据在图形处理器(GPU)上对该算法进行了验证。      

双基SAR欺骗式干扰性能研究

双基SAR的收发分置使干扰系统对接收机难以准确定位,因此具有强抗干扰能力。该文分析了接收机不能精确定位情况下的欺骗式干扰性能,在双基SAR欺骗式干扰模型的基础上,研究了对双基SAR欺骗式干扰的散焦问题,通过理论分析,给出了可容忍散焦条件,由此可确定雷达接收机的允许设定范围并生成欺骗式干扰信号。仿真实验证实了理论分析的正确性。     

GEO SAR照射的机载前视接收双基SAR系统二维分辨能力分析

地球同步轨道(Geostationary Earth Orbit, GEO)星/机双基前视合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)实现了接收机飞行方向的成像能力,可以对重点区域进行持续前视观测,具有广泛的应用场景。对固定轨道GEO SAR照射下的机载前视接收机的双基SAR系统二维分辨能力进行了解析和验证仿真分析。首先,基于梯度法给出了GEO星/机双基前视SAR的二维分辨能力及其夹角的解析结果;其次,分析了不同双基前视构型对距离向分辨率、方位向分辨率和分辨率夹角的影响,并给出了基于分析结果的构型设计基本准则;最后,对GEO SAR处于不同轨道位置时分别进行了点目标仿真,有效验证了该分析方法的有效性和准确性。     

一种双基星载MIMO SAR系统体制与处理方法

双基星载合成孔径雷达(SAR)利用双平台接收以及联合处理回波信号,在测绘、干涉测量、目标识别、自然灾害监测等领域有重要的应用价值。为了进一步提升该体制的成像性能,该文提出一种采用空时编码和短偏移正交波形的双基星载多发多收合成孔径雷达系统(MIMO SAR)。基于接收端的数字波束形成技术,该系统能够有效分离提取不同波形回波数据,获取更多空间自由度,从而同时具备双基体制和MIMO体制的优势。此外,通过对获取的不同波形图像数据做波束形成处理,该系统能够减轻2次散射干扰回波对SAR图像的影响。仿真实验验证了该系统方案的有效性。     

双基SAR有源欺骗式干扰性能研究

常规SAR和双基SAR的不同在于双基SAR收发分置,接收机往往很隐蔽,使得双基SAR具有强抗干扰性能。现有的对双基SAR的干扰都是基于已知接收机的准确位置。在接收机定位不准确的情况下分析了双基SAR欺骗式干扰。在欺骗式干扰模型的基础上,从方位向脉冲压缩方面考虑,研究了欺骗式干扰的散焦问题。通过理论分析和仿真,给出了双基SAR接收机可容忍散焦范围准则,由此可以确定雷达接收机的允许设定范围,将接收机设定在此范围内欺骗干扰仍能成功。仿真实验证实了理论分析的正确性。     

低频射电阵列中的信道化宽带多波束形成技术

针对低频射电阵列海量数据、高带宽、多波束、实时处理的需求,设计了一种基于数字信道化的宽带数字多波束形成技术方案。针对射电天文学信号预处理的需求,该技术同时实现数字波束形成(Digital Beam Forming DBF)和频谱分析的功能,降低了射电阵列信号预处理运算复杂度,同时具有易于硬件实现,实时性高的特点,非常适合低频射电阵列应用。     

新体制SAR三维成像技术研究进展

常规SAR成像,平台沿直线飞行,形成直线型合成孔径,仅能获取2维图像,即3维空间中的观测场景在斜距-方位平面的2维投影,图像具有叠掩、透视缩短、阴影等畸变现象。SAR 3维成像突破了斜距-方位2维频率信息获取,能够获取第3维频率信息,实现3维分辨,可获得观测场景的散射中心在3维空间中的分布,从而解决叠掩问题,消除透视缩短、顶底倒置等几何形变现象,更直观地描述客观场景,已成为国际研究热点。该文介绍SAR 3维成像的概念和主要观测模式,分析该领域国内外研究现状和进展,重点阐述作者所在研究团队的SAR 3维成像研究进展,最后对SAR 3维成像技术进行总结和展望。      

基于Capon 谱估计的星载SAR 自适应DBF 研究

在地形起伏较大的山地区域,星载SAR 利用传统俯仰向数字波束形成(DBF)方法接收场景回波时,都会出现波束指向偏差的问题,这一偏差使得回波接收增益与信噪比降低。针对这一问题,该文提出一种基于Capon 空间谱估计的星载SAR 自适应DBF 方法。该方法首先通过有限的回波数据来准确地估计出各距离门内信源的波达角(AOA),而后利用这些信息来更新接收波束的加权矢量,从而能够在任何时刻都使接收波束准确地指向信源位置,以此来改善回波增益与信噪比。仿真实验结果表明,该方法较传统的俯仰向波束扫描(SCORE)法有较大的性能改善,同时它还对系统及信源参数的变化有很强的鲁棒性。      

长编码脉冲信号时双基地雷达实现研究

本文分析了在长编码脉冲信号时脉冲追赶式双基地雷达的实现问题,并分别分析了线性系统的数字波束形成(DBF)和数字脉压技术在双基地雷达中的应用特点,最后本文给出了基于DBF技术和数字脉压技术时双基地雷达的设计方案。