多发多收Scan模式实现高分辨宽测绘带SAR成像

针对传统星载合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)高分辨与宽测绘带成像之间的矛盾,提出基于多发多收扫描模式的SAR成像方法。该方法通过控制波束指向,使其在距离向多个子测绘带间周期性照射,进而得到距离向宽测绘带。同时,为了保证方位向分辨率,利用多天线接收和波束形成实现低方位重复频率下的多普勒模糊信号重构。另外,利用多个发射天线发射不同载频信号及频带合成技术获得距离向高分辨率。最后,应用参数设计结合仿真数据实验验证了该方法的有效性。     

宽测绘带多阵合成孔径声纳成像的仿真研究

针对现有多接收阵合成孔径声纳算法没有考虑或低估了＂停-走-停＂近似在宽测绘带和高平台运动速度情况下带来的图像失真,本文在深入分析多接收阵系统误差的基础上,以距离多普勒算法为例,提出了一种有效的多接收阵合成孔径声纳成像处理方法。它舍弃了费涅耳近似,较为精确的补偿了停走停近似引入的误差,因而适用于低频宽波束宽测绘带成像。仿真证明了方法的有效性。     

卫星滚动角误差对星载SAR距离向DBF影响

在研究星载SAR距离向数字波束形成实现宽测绘带原理的基础上,分析卫星滚动角误差对星载SAR宽测绘带距离模糊的影响,主要是天线波束中心在距离向移动造成的,并使用零陷展宽技术展宽距离向天线方向图零陷宽度,有效地减弱卫星滚动角误差带来的影响,从而减小距离模糊,提高宽测绘带的成像质量.仿真结果表明了分析的正确性.     

克服宽测绘带SAR盲区问题的变脉冲周期技术

针对宽测绘带方法大多都是对好几个子测绘带同时成像,一般只使用一副天线进行脉冲收发而带来盲区问题,提出了一种变周期脉冲技术来克服这种盲区问题,该方法利用脉冲周期的变化使每个脉冲的盲区位置相互错开,这样一个脉冲的盲区就能在其它脉冲周期内进行采样并且成像。具体论证了变周期脉冲技术引起的采样率变化;给出了变周期脉冲技术中的信号处理方法;讨论了变周期脉冲技术对合成孔径雷达成像的影响并给出了仿真结果。     

基于拉伸处理的宽带宽角接收波束形成新方法

提出了一种采用拉伸处理和相位补偿技术的宽带宽角接收波束形成新方法,给出了实现示意框图。与基本的时域和频域处理方法相比,新方法计算简单,所需设备量少,并能有效降低接收信号的带宽,易于工程实现。计算机仿真结果表明新方法是可行的。     

一种宽波束机载SAR运动误差的时域补偿方法

针对运动误差对机载SAR分辨率提高的严重制约和低载频雷达的应用场合,提出了一种宽波束机载SAR运动误差的时域补偿算法.该算法在对两步运动补偿后的方位向剩余运动误差随方位位置的变化特性进行研究的基础上,通过对原始SAR数据在频域分块,然后对分块数据在时域实现运动误差的补偿,从而克服了误差形式的限制,可获得高分辨率的SAR图像.给出了应用该方法的具体步骤,并通过仿真实验和真实SAR数据的成像结果证明了该算法的有效性.     

ScanSAR成像及测绘带拼接像素间隔的归一化

针对扫描模式合成孔径雷达(ScanSAR)的成像拼接处理中存在的像素间隔不一致的问题,分析比较了几种成像算法的像素间隔以及由此引起的拼接错位。改进的SPECAN(spectral analysis)算法能够对子图像内部的方位像素间隔进行归一化,但是没有考虑子图像之间的归一化。给出了对子图像内与子图像间像素间隔归一化的方法,通过设置恰当的参考斜距能够实现整个测绘带像素间隔的统一。仿真和处理结果表明可以获得很好的拼接效果。     

基于脉内波束矢量解决DBF导致的SAR图像叠掩效应

随着对测绘带宽的要求,越来越多的使用阵列天线的SAR系统在距离向接收时使用数字波束形成(digital beam forming,DBF)技术,通过详细研究普通的DBF技术在对延伸距离较长、且测绘带内高度有明显变化的山坡地区,成像时由于天线增益损耗严重而导致叠掩效应加重的原理,并在普通DBF的基础上研究了一种基于脉内波束矢量(intra-pulse beam steering,IBS)技术的DBF方法,该方法在保持测绘带宽不变的情况下,对相同地区成像时可以有效降低天线增益损耗,并建立了其数学模型和进行了理论推导,最后通过计算机仿真比较了两种情况下天线增益损耗的差异和证明了脉内波束矢量(IBS)技术的有效性。     

基于空间几何模型的星载SAR图像几何定位方法

星载SAR几何定位可以通过求解由三个约束条件组成的方程组来实现,但需要迭代运算.针对这一问题,将多普勒信息约束条件转化为卫星与目标之间的斜视几何关系,结合斜距方程和地球方程两个约束条件,建立了星载SAR空间几何模型.通过该模型实现了星载SAR图像像素的几何定位,并通过仿真数据对该方法进行了验证,同时对定位精度进行了仿真分析.     

多子带并发的MIMO-SAR高分辨大测绘带成像

提出多子带并发的多发多收(MIMO)SAR成像方法,在扩大测绘带宽度的同时实现高分辨成像.首先采用低的脉冲重复频率保证大测绘带距离不模糊,然后利用每一个子带对应的多颗接收卫星的空间信息对该子带回波信号进行空域滤波解多普勒模糊,再对解过模糊的各子带信号进行频带合成实现距离高分辨.该方法可以有效利用多颗卫星的空间自由度.仿真实验验证了该方法的有效性.     

New analytical imaging algorithm for general case airborne bistatic SAR

This paper focuses on the general case （GC） airborne bistatic synthetic aperture radar （SAR） data processing, and a new analytical imaging algorithm based on the extended Loffeld＇s bistatic formula （ELBF） is proposed. According to the bistatic SAR geometry, the track decoupling formulas that convert the bistatic geometry to the receiver-referenced geometry in a concise way are derived firstly. Then phase terms of ELBF are decomposed into two independent phase terms as the range phase term and the azimuth phase term in a new way. To get the focusing result, the bistatic deformation （BD） term is compensated in the two-dimensional （2- D） frequency domain, and the space-variances of the range phase term and the azimuth phase term are eliminated by chirp scaling （CS） and chirp z-transform （CZT）, respectively. The effectiveness of the proposed algorithm is verified by the simulation results.     

Improved chirp scaling algorithm for parallel-track bistatic SAR

The curvature factor of the parallel-track bistatic SAR is range dependent, even without variation of the effective velocity. Accounting for this new characteristic, a parallel-track chirp scaling algorithm (CSA) is derived, by introducing the method of removal of range walk (RRW) in the time domain. Using the RRW before the CSA, this method can reduce the varying range of the curvature factor, without increasing the computation load obviously. The azimuth dependence of the azimuth-FM rate, resulting from the RRW, is compensated by the nonlinear chirp scaling factor. Therefore, the algorithm is extended into stripmap imaging. The realization of the method is presented and is verified by the simulation results.     

非线性Chirp Scaling在机载SAR成像中的应用

非线性Chirp Scaling算法可以处理大耦合SAR回波,实现精确聚焦。与CS算法类似,NCS操作引起了距离向频谱扩展、调频率微调及距离压缩曲线偏移,只有在一定的成像测绘带宽度内这些影响才能被忽略。针对这一问题展开论述,通过仿真比较了NCS算法应用于典型机载L波段和P波段SAR成像时对距离谱的影响,从而确定可以理想聚焦的测绘带宽度。该结论对分段成像有一定的指导意义,应用于某机载P波段UWBSAR实测回波成像。     

双基地星载SAR系统设计中的重要参数选择

测绘带宽度、脉冲重复频率的大小和双基地基线的长度是双基地合成孔径雷达系统设计和成像仿真的重要基础和基本依据,从信号处理的系统性观点出发,对这三个参数进行了详细的研究,将单基地合成孔径雷达的有关结论推广到双基地系统;基于双基地合成孔径雷达方程和卡西尼曲线的特性,分析了双基地基线的选取对测绘带面积受损程度的影响,以及对发挥抗电子干扰性能的影响。     

Effect of beam-pointing errors on bistatic SAR imaging

The purpose is to conduct a research in the energy variation of echo wave and the imaging effect caused by the aero bistatic SAR pointing errors. Based on the moving geometry configuration of aero bistatic SAR, a model of beam pointing errors is built. Based on this, the azimuth Doppler frequency center estimation caused by these errors and the limitation to the beam pointing synchronization error are studied, and then the imaging result of different errors are analyzed. The computer＇s simulations are provided to prove the validity of the above analysis.     

一种改进的双基地SAR数值计算传递函数成像算法

针对收发平台等速度平行飞行双基地SAR条带工作模式,提出了一种改进的双基地SAR数值计算传递函数成像算法.算法通过数值计算得到双基地二雏传递函数,通过场景坐标系向方位-斜距平面的映射校正了原算法中存在的沿距离变化的方位位置畸变,进而采用常规单基地SAR成像处理流程实现对双基地SAR回波数据的成像处理,最后通过点目标仿真验证了算法的有效性.由于距离徙动校正不需要插值计算,因此计算效率较高,适合进行高速并行成像处理.     

结合非线性CS算法的UWB-SAR运动补偿

载机飞行不稳对SAR成像质量影响很大,对超宽带SAR系统尤其如此,提出了一种结合非线性CS算法的超宽带SAR运动补偿方法。通过采用引入高次相位补偿和非正交旁瓣抑制的改进非线性CS算法,减小了超宽带SAR成像中的相位误差。通过成像前的常规一阶运动补偿和距离徙动校正后的分块二阶运动补偿,有效补偿了超宽带SAR中的方位空变运动误差,提高了飞行不稳时的成像质量。该方法在运动补偿时考虑了方位空变运动误差随距离的变化,针对载机运动误差变化较快的情况也给出了处理办法。仿真和实测数据的处理结果验证了该方法的有效性。     

基于严格解析谱的同轨双基SAR的CS成像算法

针对双基地合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)包络徙动的空变问题,提出一种同轨等速双基构形下基于几何关系公式方法推导出的严格解析双基频谱的线频调变标(chirp scaling, CS)成像算法,不同于波数域的成像算法,整个成像过程不需要进行插值运算,在频域聚焦实现快速成像。高精度的双基频谱使得其对基线的长短不再敏感,可以进行长基线情形下的数据处理。仿真实验验证了本文算法的有效性。     

大斜视SAR的改进NCS算法

合成孔径雷达(sythetic aperture radar, SAR)回波信号在大斜视时存在着严重的耦合,采用常规的非线性调频变标(nonlinear chirp scaling, NCS)算法成像,结果会出现散焦。为了消除大斜视时回波的耦合,提出一种改进NCS算法。首先,在二维频域中补偿参考距离处二阶以上的相位耦合项。其次,在第一次变标过程中采用四次多项式模型,同时引入常量因子消除常规NCS中多普勒参考频率须在频带范围外的限制。最后,通过第二次变标消除常量因子的影响。同时,分析了测绘带宽度对调频率误差的影响,从而确定理想测绘带宽度。仿真结果表明,改进后的算法完成大斜视时的场景聚焦,满足大斜视下的成像要求。     

适于"Tandem"模式双基地SAR修正距离多普勒算法

基于"Tandem"模式双基地SAR几何关系及其信号模型,完成了对距离多普勒算法在"Tandem"模式双基地SAR中的扩展,给出了一种适用于该模式下的修正距离多普勒算法,详细地推导成像算法的每个步骤,成功地解决了由于接收、发射平台分置而产生的不同于单基地SAR的距离徙动校正和方位聚焦问题。仿真表明在任意双基地角情况下,该算法均能得到很好的成像结果。