非移变模式机载双基地SAR成像算法及实验结果

该文通过对机载双基地SAR非移变几何模型的分析,建立了双距离变量域的回波信号模型,由于回波数据是在距离和域,该文推导了距离和变量与双距离变量的转换关系,解决了该模型向距离和变量域转换的问题;提出了适用于非移变模式的变多普勒参数的双基地RD算法,并对该算法中引入变多普勒斜率所存在的误差进行了仿真分析。最后通过双基SAR仿真及实测数据处理,证实了算法的有效性,并与常规RD算法进行了比较,显示了该方法的优越性。     

严格解析谱下同航线双基SAR频率变标成像算法

该文提出一种基于几何关系公式(GBF)方法推导出的TanDEM构形下严格解析双基频谱的频率变标(FS)算法,算法中半类双基角的求解过程不再需要进行数值计算,提高了成像的处理效率;不同于已有的双基成像算法,完全精确的双基谱使其不受基线长和作用距离比值大小的影响,可以进行长基线甚至极限基线长情形下的数据处理,仿真数据验证了该文算法的有效性;数值方法和该文所提方法成像效果的对比实验表明所提算法可以取得和熟知的计算量大的数值计算方法几乎完全相同的成像效果,进一步表明了该文方法的有效性和可行性。     

基于频率变标的调频连续波SAR成像算法

给出了一种改进的频率变标算法,该算法适用于处理距离解线调后的调频连续波SAR数据。对调频连续波SAR回波信号进行了建模,分析了信号的特征,揭示了平台的连续运动在距离向产生了一个多普勒频移的特性,应用频率变标技术,在频域完成补偿。实测数据处理结果表明,该算法能得到较好的成像结果。     

一种变PRF双基SAR快速极坐标格式算法

极坐标格式算法(PFA)是双基聚束模式合成孔径雷达(SAR)成像中一种经典的成像算法,在聚束SAR系统中有着重要的意义。从信号二维解耦合的角度出发,进一步分析极坐标格式算法中距离向插值和方位向插值对目标距离徙动(RCM)的校正过程,给出了对双基SAR极坐标格式算法的一种新解释,并提出一种基于变脉冲重复频率(PRF)的双基SAR快速极坐标格式算法。该方法可以提高双基SAR极坐标格式算法的计算效率,扩大其应用范围。点目标仿真验证了该方法的有效性。     

联合距离方位二维NCS的星弹双基前视SAR成像算法

星弹双基前视SAR能够全天时全天候获取导弹前方区域高分辨图像,是一种极具潜力的成像制导技术。然而,距离和方位参数的耦合与空变,阻碍着星弹双基前视SAR向高分辨成像发展。该文首先基于低轨星载照射源与高速前视的弹载接收平台构型,推导了回波信号的精确距离多普勒域解析式。然后,在距离向上,提出距离非线性变标(NCS)算法来均衡距离徙动和距离调频率,并在二维频域一致补偿;在方位向上,该文所提算法将收发机的方位调频率进行分解,利用方位NCS消除方位调频率在方位向上的高阶空变。最后,进行二维匹配滤波,得到全局聚焦良好的SAR图像。点目标和场景仿真验证了所提算法的有效性。     

异构平台双基SAR成像的RD算法

LBF是第一个原理上适用于任意构型双基SAR的点目标二维解析频谱.传统的LBF对于速度差异较大的异种平台构型双基SAR的精度低,无法实现有效聚焦成像处理.本文给出了一种基于加权LBF的双基SAR的RD算法.仿真成像结果验证了所提方法的有效性.     

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。     

基于压缩感知的双基SAR二维高分辨成像算法

双基地合成孔径雷达(SAR)由于收发分置,具有广阔的应用前景,但常规的频域算法不仅面临距离史双根号问题,而且数据采集受Nyquist理论限制,数据量大。近年来提出的压缩感知(CS)理论指出,在一定条件下可以从很少的采样点中以很大的概率重建原始未知稀疏信号。本文将CS理论与双基地SAR模型相结合,提出一种基于CS的双基地SAR二维高分辨成像算法。该算法将二维随机降采样回波数据作为测量值,根据发射信号构造距离向测量矩阵,通过方位向多普勒相位因子构建方位向测量矩阵,利用CS恢复算法对目标进行了分维重建。仿真结果与性能分析表明,该算法在严重欠采样情况下仍能完好的重建原始目标,而且对噪声具有一定的鲁棒性和免疫性。与传统双基SAR成像算法相比,该算法具有更高的分辨率,成像结果峰值更加尖锐,峰值旁瓣比(PLSR)和积分旁瓣比(ILSR)都较低,而且采样率低、数据量少,具有一定的有效性和实用性。      

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。     

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。     

INSTANTANEOUS DOPPLER FREQUENCY FOR SQUINT SAR IMAGING

Instantaneous Doppler frequency for squint SAR imaging has been found with Chirp Scaling Algorithm (CSA). Because the azimuth sample is not perpendicular to the range sample,the range signal must impact on the azimuth signal in the squint SAR data processing, and the different slant range targets have different Doppler frequencies. From the mathematical model of SAR echo signal, this paper carefully analyzes the instantaneous azimuth frequency, the instantaneous Doppler frequency component of the azimuth frequency and the impact of range chirp on azimuth frequency, which explains that Doppler frequency should be properly selected for correct SAR imaging in the squint SAR. The results of point target simulation experiments show that the way is reasonable for the squint SAR and can effectively complete range compression and azimuth focusing, and improve images‘ quality.     

基于DSP的高分辨SAR多普勒调频率的估算

高分辨合成孔径雷达(SAR)的实时成像系统应用广泛,但其实际运算量大.要满足实时成像的效果,就需采用信号处理能力很强的数字信号处理器.高分辨SAR实时成像系统信号处理部分由距离脉压、方位脉压及多普勒调频率估计等几个模块构成.针对实时高分辨SAR成像中的多普勒调频率模块的实现进行具体分析,并采用ADI公司的TS-201S处理器平台完成快速估算.     

SAR成像中一种改进的最小熵多普勒调频率估计算法

多普勒调频率是SAR高分辨成像中的重要参数。当波束宽度较窄时，最小熵法可以获得较好的效果。但在搜索最优多普勒调频率时，每搜索一次都要对整个数据矩阵进行方位压缩并求熵，计算量较大。本文提出了一种将距离压缩后的数据矩阵按照聚焦深度分块搜索最优多普勒调频率的方法，分别从降低计算量和提高不同距离单元多普勒调频率精度两个方面对该方法进行讨论。实测数据及仿真数据的成像结果证明了此方法的可行性。     

斜视SAR成像处理中多普勒频率的新应用

多普勒频率在斜视SAR成像处理中的新应用被发现.由于斜视SAR方位向采样不同、脉冲重复频率不同,而且不同的斜距目标具有不同的多普勒频率,该文从雷达信号的回波模型入手,详细分析了回波信号的瞬时方位频率和瞬时多普勒频率及距离Chirp斜率对方位频率的影响,说明在CS算法中,选择适当的多普勒频率才能进行正确的成像,点目标仿真结果表明,该方法是合理的,能有效的进行距离压缩和方位聚焦,改善成像质量.     

基于谱线平移的低信噪比高动态信号多普勒频偏捕获算法

针对低信噪比高动态信号的载波频偏捕获提出了一种新的算法即谱线平移算法.首先,介绍了现有的大载波频偏捕获技术,分析了其不能适应高动态信号捕获的原因;其次,分析了载波频偏及其变化率对载波频偏捕获的影响,主要考虑多普勒频移变化率对信号捕获的影响,它将严重限制低信噪比情况下对载波频偏估计时非相干累加的次数,在此基础上,提出并研究了适应低信噪比高动态信号大载波频偏捕获的谱线平移算法,并对算法进行了性能仿真,表明其具有2 ～3dB的改善增益,与最大似然算法相比具有绝对优势.     

Image Denoising by the Curvelet Transform for Doppler Frequency Extraction

In Doppler radar scoring systems,the echo can be represented as a gray image by time-frequency transform, so Doppler frequency extraction becomes curve detection in the image-view. In order to improve the performance of curve detection in low signal-noise-ratio environment, this paper proposes an image denoising method based on curvelet transform. Firstly, the gray image is divided into a nolse-image and a signal-linage by region partition. The noise-image is used to estimate the noise level of the signal-image in curvelet domain. And the signal- image is denoised in curvelet domain with processes as signal judgment, orientation detection and soft-threshold detection block by block. Inside each block~ signal judgment is used to check true signal,orientation detection is used to determine the direction and soft-threshold detection is used to filter the curvelet coefficients. The experimental results show the efficiency of the proposed method.     

一种消除合成孔径雷达高度计延迟校正中残余误差的新算法及仿真验证

合成孔径雷达高度计可以获得比传统雷达高度计更高的测量精度,延迟校正是其中的核心技术。在雷达收发脉冲的间隔内,由于卫星运动,目标与雷达之间的距离变化会带来残余误差,这点在现有的延迟校正算法中都未考虑。该文研究了垂直速度和水平速度对延迟校正的影响,建立了合成孔径雷达高度计的延迟校正模型,提出了一个新的延迟校正算法,消除了卫星垂直速度和水平速度带来的残余误差。最后通过计算机仿真进行了验证,仿真结果表明,该文提出的算法可得到准确的校正结果。     

一种新的GEOSAR快速零多普勒中心二维姿态导引方法

该文针对地球同步轨道合成孔径雷达(GEOSAR)提出一种新的2维俯仰–滚动姿态导引方法,可有效解决传统2维偏航导引方法用于GEOSAR时大偏航角的问题,更适用于具有大功率、大天线和大转动惯量的GEOSAR卫星。该方法应用于GEOSAR卫星时,不需调整偏航角,仅通过调整不超过±8°的俯仰角和滚动角,即可实现正侧视。相较于传统导引方法,该方法将卫星机动角度和时间减小至1/10左右,可大幅降低GEOSAR工程实施难度。该方法应用于不同轨道高度的SAR卫星时,均可实现残留多普勒中心值为0,具有普适性。此外,针对不同轨道高度SAR卫星,该文提出了姿态导引方法选择的参考依据。

     

星载合成孔径雷达多普勒调频率估计精度分析

该文分析了星载合成孔径雷达成像处理中多普勒调频率估计与系统参数及图像特性的关系,给 出了利用轨道数据或回波信号数据估计多普勒调频率的精度与图像分辨率、雷达系统参数、轨道数据精度和 地物散射特性之间的关系。这些结论对系统的设计,以及数据处理方法的选择具有重要的参考价值。