星载SAR斜视模式运动目标方位多通道信号重建方法

在星载方位多通道SAR斜视模式下,方位斜视角度和运动目标的速度分别导致回波多普勒频谱发生2次混叠和通道失衡,影响运动目标方位多通道信号重建.针对该问题,该文提出一种适用于多通道斜视模式下的运动目标的重建方法.首先通过方位向去斜预处理消除了斜视导致的2次多普勒混叠,然后通过修正的多通道重建矩阵来解决目标速度导致的通道失衡.此外,该文还研究了通道冗余情况下的杂波抑制能力,分析了估计速度误差带来的残余相位误差,给出了一种星载方位多通道SAR斜视模式下的运动目标速度快速估计搜索方法.最后,通过点目标仿真验证了方法的有效性.     

方位多通道SAR信号重建性能分析

方位多通道合成孔径雷达(SAR)图像质量受系统参数、阵列误差以及信号处理方法等多种因素的影响。该文针对方位多通道SAR的信号重建性能进行深入分析。首先对信号模型进行完善,引入了重建系数的概念,从而使得多通道SAR信号重建网络的设计具有更大的灵活性,继而在数字波束形成的框架下对一系列重建方法进行了介绍。其次,在得到重建误差功率谱的基础上,进一步给出信噪比与方位模糊比的解析表达式。最后,对各种算法的重建性能进行了定量评估与分析。仿真实验验证了理论分析的正确性。分析结果将为方位多通道SAR系统设计、信号处理以及图像质量预估提供有效支撑。     

多模式斜视多通道SAR成像方法

方位多通道技术是当前合成孔径雷达（SAR）系统主流的高分宽幅实现方式。而将方位多通道技术与斜视波束扫描（聚束、滑动聚束、TOPS）工作模式相结合可以实现灵活的更高分辨率或者更宽幅宽的遥感观测。然而由于斜视以及波束扫描会使得回波信号的多普勒带宽远大于通道数与脉冲重复频率（PRF）的乘积,使得传统的多通道成像方法失效。为了解决上述问题,本文提出一种基于方位去斜加方位重采样的多模式斜视多通道SAR成像方法,该方法通过对各个通道信号分别进行方位去斜以及对去斜、线性距离走动校正（LRWC）后的信号进行方位重采样来解决方位时变的问题,使得传统的多通道成像方法可以使用。理论分析与实验结果均验证了该方法可以处理多模式的斜视多通道SAR数据,并且得到聚焦良好的图像。     

高分宽幅SAR系统下的方位多通道运动目标成像算法研究

在方位多通道SAR系统中,由于运动目标的回波特性和静止目标的不同,传统的重构滤波器组方法对运动目标的重建是无效的。该文提出一种方位多通道SAR运动目标信号重构方法。该方法首先分析了方位多通道SAR系统中运动目标回波特性,并与静止目标回波形式进行对比,给出了传统重构方法失效的主要原因;通过引入运动目标的径向速度参数,有效实现了匀速运动目标的频谱重构,较好地抑制了方位多通道SAR系统中匀速运动目标的方位模糊。星载仿真实验结果验证了该重构方法的有效性。

     

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。     

基于方位向相位编码技术的方位向多通道SAR距离模糊抑制方法

距离模糊一直是影响合成孔径雷达(SAR)成像质量的重要因素之一。方位向相位编码(APC)技术是一种有效抑制距离模糊的方法,但是由于APC技术高度依赖于高过采样率,对于多通道SAR系统,APC技术的距离模糊抑制效果很有限。该文提出一种新的基于APC技术的多通道系统距离模糊抑制方法。该方法首先通过APC技术将部分距离模糊信号产生方位平移,通过额外增加接收通道数提供的额外信号自由度,能够在方位向上通过合适的数字波束形成(DBF)技术同时滤去距离模糊和重建方位向信号,因此距离模糊信号可以被很好地抑制。该文最后给出仿真结果,证明该方法的有效性。     

星载SAR方位多通道TOPS成像模式参数设计

目前,星载SAR的渐进扫描(Terrain Observation by Progressive Scans, TOPS)成像模式承担有宽幅成像的重要任务,本文将偏置相位中心的方位多通道(Displaced Phase Center Multiple Azimuth Beams, DPCMAB)技术与其结合,以实现一种更高分辨率的宽幅成像体制。由于波束在距离向和方位向存在周期性扫描,对该体制进行常规的系统设计外,还应考虑多块区域的综合成像效果与拼接效果。本文还提出一种方位多通道TOPS模式的系统参数设计流程,依据流程考虑了系统性能指标与成像可行性,对脉冲发射频率(Pulse Repetition Frequency, PRF)、子带个数、Burst时间和方位向子通道分布等关键参数进行设计,给出了多组设计参数,为后续的工程实现提供了参考。最后根据设计参数进行系统性能分析,证实了系统能够实现理想的成像效果,说明了设计结果的有效性。     

斜视SAR运动补偿研究

该文建立了斜视SAR的运动误差模型,分析了不同斜视角度和波束宽度情况下运动误差造成的影响,提出了小斜视和大斜视情况下各自的运动补偿方法,分析表明该方法较常规运动补偿方法适用范围更广。仿真和实测数据的处理结果表明了该方法的有效性。     

多通道SAR近岸水面区域模糊杂波抑制方法

在方位多通道合成孔径雷达(SAR)体制下,针对近岸水面区域出现的强模糊地杂波抑制问题,该文分析推导了模糊杂波的多通道导向矢量,建立了近岸水面区域的SAR图像域多通道信号模型。以推导的导向矢量和建立的模型为依据,提出了适合近岸水面区域的模糊杂波抑制方法,分析了方位多通道空域采样带来的空域模糊对模糊杂波的影响,在此基础上,对该类背景下的动目标检测性能进行了仿真分析。仿真实验验证了该算法的有效性。     

一种解速度模糊的多通道干涉SAR运动目标检测方法

本文针对机载三通道干涉SAR/GMTI实现方法中因相位模糊导致的速度模糊问题,提出了一种不等间隔四通道干涉SAR/GMTI实现方法。该方法通过增加一个接收通道和合理设计通道间的间隔,最终得到了两个测速集合,而两个集合的交集元素即为目标的运动速度,从而解决了速度模糊问题,并提高了对目标的定位精度。理论分析和计算机仿真结果验证了该方法的有效性。     

时-空变化的背景电离层对星载合成孔径雷达方位向成像的影响分析

对于星载合成孔径雷达(SAR)成像,方位向信号的相关性可能会因时-空变化的背景电离层而遭到破坏,特别是对于低波段系统。该文将孔径内方位时变的斜距电子总量(STEC)归结于3个因素：垂向电子总量(VTEC)的时间变化、空间变化以及电磁波传播路径的变化,分别分析了每个因素造成的时变STEC各阶系数。该文建立了统一的分析模型,即时变STEC影响下的SAR方位向信号3阶泰勒展开模型,推导了方位向偏移和相位误差解析表达式,并基于此得到了不同星载SAR系统的时变STEC各阶系数容限。利用实测的VTEC数据以及国际参考电离层(IRI)模型,开展了信号级仿真。数值分析和信号级仿真的结果表明,对于低轨P波段SAR系统,空变VTEC与传播路径变化是导致方位时变STEC的主要因素;而对于中高轨SAR系统,时变VTEC是导致方位时变STEC的主要因素。随着载频的下降与合成孔径时间的增加,方位向成像性能更加容易受到方位时变STEC的影响。     

检测SAR图像中径向慢速动目标

该文提出了一种从SAR图像中检测径向匀速动目标的方法,将SAR图像信号在频域分为正频部分和负频部分,静止背景的正负频分布对称,而径向动目标的多普勒质心与静止背景相比有一频移,信号在正负频域能量分布不对称。将分开的正负频域信号分别回到时域成像,计算这两幅复图像对应位置的模差绝对值,可对消静止背景,突显出径向动目标。仿真数据表明本算法有效。     

合成孔径雷达抗干扰技术综述

合成孔径雷达(SAR)得益于其全天时全天候、高分辨率的工作模式,在最近几十年吸引了全球雷达学者的目光。作为一种有源雷达系统,合成孔径雷达高分辨成像过程中会受多样式复杂多变的强电磁干扰影响,从而严重影响合成孔径雷达最终的高分辨成像结果,因此,如何有效对抗复杂电磁干扰是合成孔径雷达探测感知的难点和重点之一。该文针对不同的干扰样式、干扰来源、干扰散射机理、雷达天线配置、目标特性等合成孔径雷达抗干扰及高分辨成像的关键要素和主要思路进行了总结梳理,并依照干扰对抗算法的本质,对近些年代表性的合成孔径雷达对抗压制干扰和欺骗干扰算法的文献进行介绍和归纳,旨在为以后的研究提供一定的参考。      

单相位中心多波束合成孔径雷达的方位模糊分析

星载合成孔径雷达设计中的一个基本限制是测绘带宽和方位分辨率之间的矛盾,采用单相位中心多波束技术可在一定程度上缓解这一矛盾,从而成为实现高分辨率宽测绘带星载合成孔径雷达系统的一种技术途径。该文在简要介绍单相位中心多波束技术原理的基础上,分析了单相位中心多波束合成孔径雷达方位模糊的来源,提出了单相位中心多波束合成孔径雷达的方位模糊计算公式,并给出了单相位中心多波束合成孔径雷达方位模糊的仿真计算实例。该文分析结果对单相位中心多波束合成孔径雷达的系统设计具有一定的参考价值。     

合成孔径雷达中的二维自动增益控制

该文给出一种合成孔径雷达接收机自动增益控制(AGC)的方法,该方法对合成孔径雷达信号 进行二维平均,既保持了信号的原有特性,又提高了接收机的动态范围。与传统的自动增益控制方法相比,它能更好地消除短时间内的干扰以及保留合成孔径雷达图像中的对比度。该文在对二维AGC工作方式及时间参数选择进行阐述之后,给出了二维AGC的计算机仿真结果以及雷达实际使用AGC后获得的图像。     

合成孔径雷达模糊度分析

该文分析了合成孔径雷达(SAR)的模糊度问题及其对图像质量的影响,详细描述了模糊度的表达式,分析了不同系统参数对模糊度的影响,对所谓的重影现象作了定量分析。     

合成孔径雷达转发式干扰分析

转发式干扰是针对合成孔径雷达的一种有效干扰手段。该文介绍了合成孔径雷达转发式干扰的原理,讨论并分析了虚假目标的生成位置以及虚假目标的成像质量。并针对实际工程中遇到的信号处理时间的问题,研究了将虚假信号延迟转发的可行性。通过仿真验证了由上面的分析所得出的结论,并介绍了这种转发式干扰在实际中的应用。