一般构型机载双站SAR的距离徙动特性分析

机载双站SAR的距离徙动由其几何结构和收、发载机的运动参数共同决定,在一般构型情况下具有了2维空变性。该文建立了一般构型机载双站SAR的空间几何模型,通过对双站斜距做Taylor级数展开,得到了双站SAR在时域的距离走动和距离弯曲表达式,并利用收、发雷达的斜距解耦合公式,推导出了距离弯曲的补偿条件。通过仿真,验证了距离徙动的变化特性及其徙动补偿后残余距离弯曲的非对称性变化特点。     

机载双站SAR分辨率特性分析

通过对机栽双站SAR一般空间几何结构的分析,根据收发站运动对目标产生的合多普勒关系,推导了双站SAR地距分辨率和方位分辨率表达式及其方向.详细分析了收发站空间几何关系和速度矢量对分辨率的影响,理论分析与仿真结果表明收发站双基地角和各自的速度矢量是影响双站SAR分辨率的主要因素.研究结果进一步完善了双站SAR理论体系,为系统设计和飞行试验提供理论依据.     

一般构型机载双站大斜视SAR二维Chirp-Z变换成像算法

该文提出一般构型机载双站大斜视SAR的2维Chirp-Z变换(CZT)成像算法。针对双站大斜视回波信号的距离-方位向强耦合,在距离频域-方位时域校正载机大斜视引起的大距离走动,然后推导改进点目标的频谱公式。成像时,先用参考函数相乘完成回波一致聚焦,然后借助于载机轨迹解耦合公式将频谱相位分解为距离移变和方位移变的两个独立相位项,再运用CZT分别消除其空变性得到成像结果。仿真验证了该算法处理一般构型机载双站大斜视SAR回波数据的有效性。     

机载双站SAR成像区分块分析

机载双站SAR的回波数据具有距离空变性或距离-方位二维空变性,需要对观测场景进行分块成像。本文从机载双站SAR斜距历程出发,借助于载机轨迹解耦合公式,推导了观测场景中任一点目标的距离走动和距离弯曲公式。根据距离徙动校正后的残余距离徙动与二阶相位误差,推导了机载双站SAR的成像区分块准则。基于该准则仿真得到了各种构型机载双站SAR的成像区分块结果,分析了双站结构参数与系统参数对成像区的影响,为双站SAR宽场景成像时成像区分块提供了理论指导。      

机载双站SAR运动补偿研究

与单站SAR相比,双站SAR的几何关系更复杂,运动误差来源更多,因而运动补偿难度更大.本文提出了一种有效的双站SAR运动误差的估计和补偿方法.文中首先根据双站SAR运动误差的几何模型,推导出径向运动误差随距离变化的解析式,接着利用从回波数据估计的多普勒调频率和图像对比度来估计运动参数,最后利用估计的运动参数对数据分别进行径向和沿航向运动补偿.该方法可有效校正收发平台的三维运动误差,并可降低双站SAR系统对惯导的要求.仿真和实测数据的实验结果验证了该方法的有效性.     

一般构型双基地SAR成像分辨特性分析

分辨率是体现双基地合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）成像质量的一个重要参数。本文针对一般构型的双基地SAR成像分辨率计算问题,首先在空间梯度法的基础上,推导了双基地SAR地距分辨率的计算公式,根据收发平台对目标产生的多普勒频率变化,推导了双基地SAR方位分辨率的计算公式。然后基于理论推导和仿真指出影响双基地SAR分辨率的真正因素。最后,分析了三种几何构型下地面成像区域的地距分辨率和方位分辨率,为双基地SAR的系统设计提供了参考。      

星载-机载混合双站SAR回波信号的仿真

对于星载-机载双站合成孔径雷达（SA-BiSAR）系统,回波模拟的关键是计算出卫星、飞机和目标这三者之间的距离。在考虑地球自转的情况下,提出了用坐标变换的方法,解决了近地空间与外太空之间距离的计算问题,实现了任意几何模型下更为精确的SA-BiSAR回波模拟。同时,利用此方法也可获得直达波信号。点目标的仿真展示了SAR回波信号的特征,该方法得到了验证。     

双站SAR海面回波相干时间研究

由于海面的随机运动特性使得海面回波相干时间与陆地目标有很大的差异,回波的相干时间对SAR系统参数和指标设计有很大的影响。该文研究了双站SAR的海面回波相干时间,通过分析波浪随机运动造成的回波相位延迟,给出了波浪随机运动对双站SAR成像的影响。得出了双站SAR海面回波相干时间与波浪谱的关系,给出了双站SAR方位向分辨率与相关时间的关系,并通过仿真分析了相干时间与若干重要参数的关系。     

星载双站SAR地面场景回波仿真

双站SAR回波仿真利用小面单元模型和Kirchhoff双站后向散射模型,给出了地面场景后向散射系数的计算方法;为了保证双站SAR精确的相位信息,在时域中模拟双站SAR回波。根据实际的DEM数据进行了计算机仿真,对仿真数据进行成像和干涉处理,结果表明,该方法能够逼真地模拟地面场景的双站散射特性和相位信息。     

机载双基地SAR回波信号模型及其仿真

重点研究了平行飞行模式机载双基地SAR的几何模型和回波信号模型。推导了斜距历程,采用级数反演法,获得了高阶近似的回波信号二维频谱表达式,建立了回波信号模型。在上述理论研究基础上,采用二维频域快速傅氏变换法,产生仿真回波数据,获得了良好的成像结果,仿真结果验证了上述理论和仿真算法。     

一般构形双基SAR多普勒特性分析

基于一般构形双基合成孔径雷达(SAR)的空间几何关系,分析了一般构形双基SAR的特点,给出了一般构形双基SAR回波的多普勒参数表达式。由于一般空间构形双基SAR发、收平台的运动矢量是不相等的,造成双基系统对场景中每一个点目标的成像几何结构是不同的,因此成像处理中除了需要校正距离空变量外,还需要补偿方位空变量。星机构形的实例分析验证了这种方位空变性。文中对一般构形双基SAR空变多普勒参数分析的结果为系统参数选择和二维空变补偿成像处理提供了相关的基础。     

双站SAR距离徙动算法

由于空间关系复杂，双站合成孔径雷达（SAR）数据的成像处理是一个难点。但在合成孔径时间内可以近似认为他们的轨道是直线且相互平行。利用驻定相位原理，推导双站SAR在航迹平行、飞行速度相同时回波信号的二维频域表达式；然后采取一定近似，提出双站的距离徙动算法（RMA），并用仿真结果验证算法的有效性。     

星载-机载混合BiSAR方位向空变特性的分析

在非等速条件下,双基地SAR(BiSAR)在方位向具有空变的特点。首先,建立星载-机载混合BiSAR的几何模型。利用卫星、飞机和目标之间的运动关系,在时域上推导出方位向空变量的数学表达式。然后,运用Taylor多项式展开的分析方法,总的方位向空变量可以分解为4个空变分量之和。此外,还详细分析了各阶空变分量对点目标冲激响应函数的影响。仿真结果表明,零阶空变分量和一阶空变分量必须加以校正和补偿,才能得到与参考目标相同的成像效果;而二阶空变分量和三阶空变分量对距离压缩后信号的包络和相位的影响是可以忽略的。     

基于运动补偿的机载大斜视SAR成像算法

根据机载大斜视SAR信号的特点,研究了具有很强工程实用性的两维可分离大斜视SAR成像算法,分析了因速度不稳对大斜视SAR成像的影响,并给出了运动补偿算法.实测数据成像结果证明了该算法适合大斜视成像.     

基于斜飞模式的双基地SAR成像算法

斜飞模式双基地SAR系统配置灵活,具有广阔的应用前景.但由于收发平台存在距离向的运动,瞬时斜距方程非常复杂,运动补偿也更困难.本文通过分析斜飞模式下的几何构形,阐述了斜飞模式下距离向运动补偿的基本原理,并设计了两种运动补偿方法——泰勒近似法和模型近似法.然后通过对距离向偏移补偿后的回波分析,完整的推导了基于时域距离走动...     

基于级数反演法的聚束式广义双基成像算法研究

该文将级数反演法应用于聚束式广义双基成像。对于广义双基,其2维频谱表达式较普通双基更加复杂,很难用精确的解析关系表达,这对后续成像处理造成了极大的困难。通过级数反演法,可以得到信号的2维频谱展开式,在2维频域进行2次距离压缩,同时在距离多普勒域进行距离徙动校正。该算法保留了单基距离多普勒算法的高效性,由于2次距离压缩考虑到了方位向的影响,因此该算法对大合成孔径情况比较适合。用该算法对仿真数据进行处理,得到了良好的成像结果。     

星机双基地SAR的时间同步误差分析

 在星载双基地SAR、机载双基地SAR已有成果的基础上,分析了星机双基地SAR中时间同步误差的影响.利用已有文献提出的一种时间同步误差模型,针对星机双基地SAR中误差的影响进行了定量分析,并进行了仿真验证.结果表明:按目前振荡源的实际频率准确度和稳定度,脉冲重复频率抖动的影响可忽略,线性时间同步误差是影响成像指标的主要误差源.最后,推导了实施同步方案后系统允许的"剩余同步误差"的量化指标要求.     

非等速双机载条带式SAR成像算法研究

随着军事应用需求的增多和不断提高,双/多基地合成孔径雷达(SAR)已经成为合成孔径雷达领域的研究热点之一。目前,对于双机载条带式SAR的研究主要集中于等速平行飞行模式,然而由于未来战场环境的复杂性和多变性使得收发平台尤其是接收平台不得不机动飞行。因此为了解决在收发平台不等速情况下的成像问题,首先建立双基地非等速条带式成像的三维几何模型,在此基础上推导了双基地非等速飞行斜视条带SAR成像算法并对推广后的算法性能进行了理论分析,而后深入探讨了为实现收发波束照射同步,收发天线斜视角、收发平台飞行速度等系统参数的设计,最后通过仿真实验证明了所得成像算法和结论的正确性。     

移变模式下双站SAR极坐标格式成像算法研究

通过对移变双站SAR的飞行几何模型的分析,用极坐标格式算法（PFA）实现了移变模式下的双站SAR成像。首先推导移变模式下的条带双站SAR回波模型,再利用条带式SAR与聚束式SAR的内在联系,将条带式SAR的回波数据转换为聚束式SAR二维去斜后的同形回波数据。通过对回波数据的分析,提出移变模式下的PFA算法,并用坐标系旋转的方法提高数据利用率。对点目标的仿真实验证实了该方法的可行性,并且得到优于RD的聚焦效果。