空载合成孔径雷达技术及展望

空载合成孔径雷达（ＳＡＲ）是一种现代高分辨率侧视成象雷达，它应用合成孔径技术、脉冲压缩技术和数字信息处理技术，获得方位向和距离向的高分辨率。本文将对空载ＳＡＲ的现状及发展趋势进行综述，并主要讨论ＳＡＲ的有关技术，涉及星载ＳＡＲ工作模式和体制，雷达数字图象的信息获取与成象处理等，最后，给出了ＳＥＡＳＡＴ－Ａ卫星ＳＡＲ数字成象结果。     

合成孔径雷达景象匹配实时信号处理的研究

介绍了合成孔径雷达景象匹配的定位机理。针对合成孔径雷达景象匹配实时信号处理特点,提出了一种实时处理系统的结构。分析了合成孔径雷达景象匹配实时成像处理的特殊问题。比较了合成孔径雷达景象匹配实时信号处理与普通机载合成孔径雷达实时信号处理各自的特点。最后以实际处理结果对以上各点进行了验证。     

美国研制成功微型合成孔径雷达

美国圣地亚国家实验室最近设计出一款微型合成孔径雷达(miniSAR)，并计划在年内进行飞行试验。这款雷达将用于与模型飞机大小相当的无人机，以后还可能用于精确制导武器等。     

基于Z7 的微型SAR 实时成像系统设计

针对合成孔径雷达(SAR)的微型化发展需求,提出了一种基于Z7 的微型SAR 实时成像系统。该系统采用高度集成化及模块化设计,将传统的SAR 综合处理单元集成在一块微型板卡上实现全部功能,包括信号产生、中频采样、信号处理、数据处理及数据记录功能。在满足总体成像技术指标的前提下,减少了系统设备体积、重量及功耗,实现了微型SAR 实时成像技术。该系统经过多个架次的微型无人机试飞验证,取得了令人满意的成像效果。     

微型SAR实时信号处理和控制系统一体化设计

介绍了一种微型SAR实时信号处理和控制一体化系统及实现算法流程。该系统采用FPGA和ADSP-TS101混合处理的方式,提升了处理性能;并利用FPGA实现了传统控制系统功能,降低了系统重量和功耗,满足微型SAR系统的要求。并在飞行试验中获得实时处理图像,验证了系统设计的可靠性和算法的可行性。     

合成孔径雷达参数化成像技术进展

传统合成孔径雷达(SAR)成像可视为点目标散射模型约束下数据空间到图像空间的映射.然而,真实目标多为延展目标,与传统线性成像处理中的点目标散射模型存在失配,会导致SAR图像表征失真.常见的现象是使延展目标多呈现为孤立强点,阻碍了基于SAR图像的目标辨识等应用.SAR参数化成像技术是为解决上述模型失配问题而诞生的一种非线...     

基于多FPGA的SAR成像信号处理机设计

文中针对FPGA在数字信号处理领域中一些区别于DSP的优点,以及SAR信号仿真与处理的大运算量、高数据通信量和实时性对成像处理机的可靠性和稳定性等特点,设计开发了一种基于多FPGA的SAR成像信号处理机。详细介绍了系统结构、数据通信方式以及FPGA配置等关键问题。     

基于FPGA的微型SAR成像信号处理技术

微型SAR(MiniSAR)成像处理系统通过现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)设计并实现。该系统中成像处理流程以极坐标格式算法(Polar Format Algorithm, PFA)为基础,首先对回波数据进行参考距离补偿,再采用尺度变换原理(Principle of Chirp Scaling, PCS)代替插值过程实现距离向的重采样,能够在提升算法精度的同时,提高运算效率;方位向处理采用高精度的Sinc插值方法,流水线输出插值结果,运算效率进一步提高;最后,系统通过相位梯度自聚焦(Phase Gradient Autofocus,PGA)算法实现残留相位误差的估计和补偿。基于Xilinx公司的Virtex7-XC7VX6907开发板对系统进行了成像处理和验证,系统工作频率为200MHz,在5.10s时间内实现8192×4096个采样点的32位单精度浮点成像处理。实测数据处理结果验证了系统的有效性。     

合成孔径雷达技术分析

合成孔径(SAR)技术作为现代雷达应用中一种较先进的技术,因其能全天候、全天时地提供高分辨率的雷达图像而广泛应用于航空、航天等军事及国民经济的许多领域。本文主要介绍了现代合成孔径雷达技术的起源、发展、应用、特点,阐述其基本工作原理,对目前常用实时数据成像处理的基本算法及处理流程进行了分析。最后就未来研究与应用方面的发展趋势及前景做了简要论述。     

单相位中心多波束合成孔径雷达方位信号处理研究

采用单相位中心多波束(SPCMB)技术是实现高分辨率宽测绘带合成孔径雷达系统的一种技术途径。该文介绍了SPCMB技术的原理,给出了这种模式的系统模型和信号特征,提出了方位向信号处理的方法,并利用星载点目标仿真和机载原始数据模拟的方法验证了该信号处理方法的可行性。     

机载聚束SAR的信号处理技术

聚束SAR是获得高分辨率的重要工作模式,距离上去调频技术是ISAR和小成像带SAR常用的经济有效的方法。本文讨论了聚束模式下距离上去调频信号的回波信号的模型和特点,以及FSA成像算法的基本概念,并将FSA运用于Ku波段飞行试验数据的成像中,获得了高分辨率图像,其几何分辨率达0.5m×0.5m。     

波束扫描合成孔径雷达成像处理

本文主要研究了滤束扫描合成孔径雷达的杨像处理方法，分析了ＳＣＡＮＳＡＲ的工作原理、信号格式、信号结构和信号参数限制，成像处理算法包括块数据成像算法和块图像拼接算法两部分，频谱分析法和时域频域混合相关法被用于数据成像，块图像的拼接是利用时间有系剪裁块图像再顺次拼接，计算机仿真验证了本文提出的ＳＣＡＮＳＡＲ信号格式和成像算法的可行性。     

条带式双站合成孔径雷达成像算法

针对条带式成像的平移不变(TI)配置的双站合成孔径雷达(BISAR),本文推导了其信号模型的频域表示式,给出分离距离关联的近似解和较为精确的迭代解,对应地给出近似解成像和迭代解成像算法.同时还将距离多普勒(RD)算法推广到TI配置的双站情况.并通过成像模拟说明了这些算法的有效性和各自的优缺点.     

频率步进信号的合成孔径雷达处理

合成孔径雷达借助综合孔径原理来提高方位分辨率,而距离分辨率的提高则需借助于脉冲压缩技术.频率步进波形是通过发射载频步进变化的子脉冲串来合成大带宽信号,从而获得高距离分辨率.若将频率步进波形应用于合成孔径雷达,则可获得距离和方位的二维高分辨率.本文首先分析了径向速度对频率步进雷达一维距离像的影响,然后建立频率步进信号照射下的合成孔径雷达回波模型,提出频率步进波形设计原则,给出频率步进合成孔径雷达的成像步骤.     

星载SAR目标回波信号模拟及成像显示

根据合成孔径雷达(SAR)的系统设计参数和星载雷达的运动特点,设计和实现了SAR回波信号模拟产生系统,实时地产生所需SAR回波数据。产生的回波数据考虑了载机扰动、速度变化、航迹变化等因素的影响,同时可以调节雷达系统参数。最后给出了点目标的成像示例。     

机载圆周SAR成像技术研究

机载圆周合成孔径雷达(CSAR)作为一种新兴的成像模式,具有全方位观测、高空间分辨率和可三维成像等优点。随着CSAR成像技术的不断发展,现已逐渐成为对重点区域实施精确观测的有效手段之一。该文重点阐述了作者所在研究团队近年来在机载CSAR成像技术方面完成的研究工作,包括机载CSAR成像模型,空间分辨率评估,CSAR二维成像,基于单圆周CSAR的目标三维图像重构和多基线CSAR(HoloSAR)三维成像等技术,并给出了P, X两个频段机载CSAR的实测数据处理结果。已取得的研究成果证明了机载CSAR成像的有效性和实用性。该文主要内容基于作者2019年8月16日在“雷达学报第五届青年科学家论坛”上的学术报告。      

合成孔径雷达成像处理的并行实现方法

本文提出了一种实现合成孔径雷达（SAR）成像处理的并行距离／多普勒算法，该算法能有效地提高SAR的成像处理速度，是实现SAR实时成像处理的有效途径，该算法尤其适合于超级并行机（MPP）及工作站和微机构成的群机系统进行并行计算。实验结果表明该并行算法能有效地减少SAR成像处理的运算时间。最后给出了原始数据的成像结果。     

微波光子雷达逆合成孔径成像

微波光子逆合成孔径成像雷达,发挥光子大带宽、低传输损耗、抗电磁干扰等优势,可以提升成像分辨率,并有助于构建分布式阵列雷达,实现精确的三维成像。本文介绍了中国科学院空天信息创新研究院在微波光子雷达逆合成孔径成像方面的成果。首先,搭建了微波光子雷达,基于光子倍频技术产生宽带雷达信号,基于光子去斜处理进行回波信号接收,系统工作在Ku波段,带宽600MHz,实现了对暗室内合作目标和外场非合作目标的二维ISAR成像。在此基础上,结合光射频传输技术和波分复用技术,搭建一发多收的微波光子光纤分布式阵列雷达,在实验室内实现了对3个角反射器的精确三维成像。上述试验结果验证了微波光子技术应用于雷达成像领域的可行性和提升系统关键性能的潜力。     

圆周SAR子孔径频域成像处理方法研究

圆周合成孔径雷达(Circular Synthetic Aperture Radar,CSAR)因具有超高分辨率、三维成像能力、全方位信息获取等优势已经成为雷达领域的研究热点.在实际应用中,场景中目标通常仅在较小观测角度内具有近似恒定的散射特性.为此本文提出了一种基于子孔径划分的CSAR频域成像处理方法,该方法相比于时域成像处理具有更高的处理效率.文中给出了CSAR回波的频谱表达形式并深入分析了其特性;提出了CSAR子孔径频域成像处理的基本流程,理论上详细论证了文中所提算法的可行性.最后仿真试验证实了文中所提信号模型及成像处理流程的正确性.     

双基地ISAR成像分析

在建立远场条件下双基地ISAR转台模型的基础上,阐述了双基地ISAR的成像原理。针对双基地ISAR系统中相对转角计算复杂的问题,给出了一种利用合多普勒带宽计算双基地ISAR方位分辨率的方法。详细分析了双基地ISAR系统的收、发分置结构对目标成像的影响,针对双基地ISAR系统中机动目标多普勒频率信息的时变特性,将基于时频分析技术的距离-瞬时多普勒成像算法引入双基地ISAR目标像的重建过程中。最后,仿真实验验证了算法的有效性。