基于回波数据的超高分辨率SAR通道相位误差估计与补偿

为提高SAR系统的距离分辨率,采用多通道合成的方法来提高信号带宽是当前采用的主要技术手段之一。针对多通道之间相位失配的问题,该文提出一种基于回波数据的通道相位误差估计与补偿方法。首先,建立通道相位误差的多项式模型,对通道内高阶误差进行估计和补偿;然后,在多通道合成的过程中对通道间残留的低阶误差再次进行估计和补偿。以压缩脉冲聚焦效果最优为目标,建立通道相位误差的最优化估计模型。该方法针对多通道合成的实际情况对误差估计与补偿的过程进行分解,并且数据处理中只需抽取少量回波数据作为样本,因而具有效率高、收敛速度快的优点。通过对八通道实际数据的处理和分析,验证了该方法的有效性。     

前视SAR系统的方位分辨率特性

针对星载SAR前视模式与一般正侧视模式存在的明显不同,本文详细分析了前视SAR的多普勒特性,即多普勒频率、多普勒带宽;指出前视SAR的方位分辨率与天线的孔径长度无关,而是与载波频率、雷达平台高度、方位向地面距离等因数有关,并仔细讨论了各因数对方位分辨率的影响;前视SAR成像对系统参数脉冲重复频率、波束投射角的限制。     

基于方位相位编码的脉内聚束SAR成像方法

脉内聚束模式有效克服了星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)高分辨率与宽测绘带之间的矛盾,同时可以兼顾回波的信噪比。然而距离维空域滤波的信号分离方法容易受地形起伏的影响,甚至失效。针对此,该文提出了一种结合方位相位编码(Azimuth Phase Coding, APC)的脉内聚束SAR成像方法,利用APC技术使不同子脉冲回波的方位频谱处在不同的脉冲重复频率(Pulse Repetition Frequencies, PRF)范围,然后利用方位自适应波束形成技术来分离回波信号。文中对信号分离方法以及频移因子的选择进行了详细的讨论。最后仿真实验结果验证了所提方法的有效性。      

冲激信号SAR成像的方位分辨率分析

本文在分析冲激信号SAR成像特点的基础上,在发射和接收均为"超宽带信号"、"大方位积累角"的情况下,推导出了冲激信号SAR方位分辨率的解析表达式,并通过仿真实验验证了其正确性.     

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。     

幅相误差对多发多收模式SAR成像影响分析

方位多通道SAR系统采用数字波束形成技术(Digital,Beam-Forming,DBF),有效解决了高分辨率与大测绘带之间的矛盾实现了高分辨率宽测绘带对地观测多发多收模式是方位多通道SAR未来的发展方向。建立了通道幅相特性误差和天线相位中心误差两类误差影响下的回波幅相误差模型,通过对方位向信号脉冲压缩的数学推导,求出了多发多收模式下回波信号的假目标位置和峰值假目标比的解析表达式,从理论上分析了以上两类误差对该系统成像性能的影响。通过点目标成像仿真,验证了公式的正确性,得出了各类成像性能指标随各类误差变化的曲线。     

机载UWB SAR图像中残余相位误差的补偿算法

已经初步聚焦的超宽带合成孔径雷达图像需要补偿残余的相位误差,才能进一步提高图像的聚焦性能。首先建立了适合机栽UWBSAR成像几何的相位误差模型,并分析了其特点;然后针对模型特点,对条带式相位梯度自聚焦算法作出改进,同时提出一种基于空不变因子估计的加权相位梯度自聚焦算法。最后,由一段实测UWBSAR图像补偿结果检验了算法的可行性。     

一种旋翼SAR 高频相位误差精准补偿方法

直升机载合成孔径雷达(SAR)是微波成像的潜在重要发展方向。由于直升机平台具有高频振动的特殊性,目标在SAR 图像上会呈现出对称重影,严重影响图像的判读与应用。针对该难题,文中对直升机载SAR 回波信号的额外调制进行理论分析和建模,并结合成像处理流程,提出一种高频相位误差精准补偿方法。实测数据验证结果表明,该方法可实现直升机载SAR 的正常、高质量成像,为直升机载SAR 成像提供了重要技术支撑。     

双站聚束式合成孔径雷达方位分辨率研究

在双站聚束式合成孔径雷达系统设计中,分辨率是一个关键的参考因素。当发射站和接收站分别位于不同高度但飞行轨迹地面投影平行的两条航迹中时,建立了一种机载双站聚束式合成孔径雷达系统空间几何数学建模。同时对双站聚束式SAR的方位分辨率进行了理论分析和数值仿真,讨论了不同初始条件对双站聚束模式SAR系统分辨率的影响。仿真结果表明,双站聚束式SAR分辨率不仅与雷达工作波长、雷达转视角有关,而且与发射机以及接收机相对位置有关。     

频带合成超高分辨率机载SAR系统的相位误差校正

频带合成技术是实现机载合成孔径雷达距离向超高分辨率的有效途径,然而在实际频带合成系统中,相位误差破坏了信号间的相干性,导致直接合成的结果严重恶化。该文在详细研究相位误差对频带合成影响的基础上,提出一种直接从回波中提取相位误差的方法改进的多项式相位变换方法(PPT),其用分数阶傅里叶变换(FRFT)取代傅里叶变换(FT)作为PPT的变换核,降低了差分变换的阶数,减少了信噪比的损失,同时循环次数得以减半。理论推导和实际数据验证了该方法的有效性,最终实现了优于0.05 m的距离向分辨率。     

ISAR成像中转角估计的新方法

ISAR成像中,为补偿散射点距离单元走动现象和横向定标,需已知目标与雷达相对总转角.实际ISAR成像中的转角通常是未知的.本文提出采用RAT方法,在不同纵向距离单元信号的模糊平面上检测线性调频信号的调制率,从而估计得到总转角.仿真和实测数据的成像结果证明了该方法的有效性.     

聚束照射合成孔径雷达方位分辨率研究

推导了雷达载体作匀速直线运动时，载体初始位置，速度以及合成孔径时间表示的聚束照射ＳＡＲ等效合成孔径长度的解析式，给出了以雷达工作波长，合成孔径起始及终止时刻速度矢量与天线相位中心到目标瞄准线之间夹角表示的聚束照射ＳＡＲ方位分辨率的理论表达式。     

高分辨SAR运动误差分析

分析了高分辨合成孔径雷达（SAR）成像中存在的运动误差,并从理论上分析了位置误差和角度误差对脉冲压缩的影响,理论分析表明运动误差对方位向相位造成的影响是主要的。在位置误差分析的基础上讨论了近似运动补偿产生的残余相位误差。然后在理论分析的基础上,对近似补偿产生的残余误差进行了仿真,验证了运动补偿的难点在于如何提高运动参数的精度以补偿方位向的相位误差。     

分布式小卫星SAR实现全孔径分辨率的信号处理

利用一组小卫星进行编队飞行,它们之间协同工作来完成某一特定任务,其功能和可靠性远远超过一颗单独的大卫星,因而具有高的性能/价格比.对于单颗卫星SAR,其横向分辨率与测绘带宽相矛盾,而采用分布式小卫星SAR,可使这一矛盾得到解决.本文主要研究如何通过信号处理化解多普勒模糊,实现理论最高分辨率的问题.     

两种星载高分辨宽测绘带SAR系统通道相位误差估计方法

 本文针对星载方位多通道高分辨宽测绘带(HRWS)合成孔径雷达(SAR)系统,提出了两种通道相位误差估计方法:信号子空间比较法和天线方向图法.信号子空间比较法基于信号特征向量张成的空间(即信号子空间)与真实导向矢量张成的空间相同这一特性,得到各通道间的相对相位误差,该方法适用范围广,估计精度高,对系统要求低,且运算量小.天线方向图法结合天线方向图,直接估计通道相位误差,无须特征分解,无须矩阵求逆,运算量小,主要适用于均匀分布的场景.最后利用实测地基数据验证了两种方法的有效性.     

高分辨率机载SAR多子带合成误差补偿方法

合成孔径雷达(SAR)能够实现高分辨率成像,在遥感领域发挥着不可替代的作用,在军事和民用方面都有着广泛的应用。高分辨率SAR需要宽带收发系统,为了缓解大带宽对信号接收和采集设备的压力,对发射的宽带信号采用子带分割方法,在信号处理中通过对子带回波进行合成获得高分辨率图像。针对在子带合成时子带内和子带间误差会严重影响最终的图像质量,提出了一种基于实测数据的子带合成误差补偿方法。利用定标数据补偿子带内误差,利用回波数据补偿子带间误差,最终实现了多子带误差补偿,并利用机载SAR实测数据验证了方法的正确性和有效性。     

不同类型传感器的分层融合算法研究

在分布式多传感器数据融合系统中,各单传感器类型不同情况下的融合问题是一类普遍的问题.本文从分层融合算法的推导过程提出了一种解决这一类问题的方法,包括融合状态设定方法、对单传感器滤波结果的状态及其相应方差阵的扩维方法、扩维后的融合与预测方法.同时明确了这种扩维融合算法的实质.     

机载SAR实时成像处理器中方位预滤波比的选取

在机载SAR实时成像处理器中，方位预滤波比的选取对最终获得的方位分辨率有决定性的影响。本文首先简要介绍了方位预滤波的原理和实现，然后推导了最佳预滤波比的选取公式，接着公式了预滤波比选取过程中影响分辩率的两个制约因素，最后举一个实例进行了具体的说明。