吴照宪[1]2007年在《合成孔径雷达成像技术研究》文中研究说明合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，简称SAR)是五十年代发展起来的一种新型雷达体制，它利用合成孔径原理，突破了实孔径天线对分辨率的限制，并结合脉冲压缩技术，可以对远距离目标进行距离向和方位向两维高分辨成像。SAR能全天候、全天时地提供高分辨率的雷达图像。SAR成像已经广泛应用于军事及国民经济的许多领域。本文研究合成孔径雷达的成像算法。论文对SAR的空间几何模型进行了分析，详细推导了SAR的距离多普勒算法、ω-k算法、Chirp Scaling算法和阶梯变换算法，并分析了各种算法的成像性能。论文主要内容概括为：论文介绍了SAR的发展历史、现状和趋势，讲述了SAR成像算法的发展概况，分析了SAR的基本原理，包括SAR分辨特性，回波数据和回波信号的数学模型，成像处理方法以及距离徙动。论文给出了SAR的四种距离模型，然后根据四种距离模型推导出四种RD算法、四种ω-k算法和两种CS算法，首次提出了等效斜视RD算法和单色斜视ω-k算法，最后对各种算法的性能进行了分析。论文论述了SPECAN算法，然后针对SPECAN算法的缺陷，分析了阶梯变换算法的原理，接着详细讲解了一种适合大斜视成像的改进阶梯变换算法，即时变阶梯变换算法，最后对时变阶梯变换算法进行了仿真。
廖轶[2]2015年在《圆迹环扫合成孔径雷达成像算法研究》文中研究表明合成孔径雷达(SAR)是一种可在各种气候条件下全天时工作的微波遥感技术,该技术同时也拥有对地下掩埋目标和广域遥感图像进行探测的能力。随着近年来的不断发展,SAR成像技术在许多应用领域得到了广泛的实践,越来越多的观测任务对SAR的成像指标有了更高的要求,例如在地下资源勘探、战场监视、灾难应急救援等应用中,尤其是在短时间内对大面积定点区域进行精确探测。这就对成像分辨率、测绘带宽等提出了新的挑战。圆迹环扫SAR作为一种新型快速广域观测的SAR成像模式,既保留了SAR的探测优点,又具有重访周期短、大视角成像等特点,已成为近年来的研究热点。在圆迹环扫SAR模式中,飞行平台在同一高度平面做圆形轨迹匀速飞行运动,天线始终保持固定朝向圆外,通过一次完整的圆迹飞行观测,雷达的波束将扫过一个圆环区域。由于该成像模式提高了方位向的扫描速度,因此相比于传统条带SAR拥有更大的观测面积。因而有利于实现快速广域场景的成像,在许多的应用领域有着巨大的应用前景。不同于传统条带SAR成像模式,由于受到圆迹环扫SAR圆形飞行轨迹的影响,利用传统SAR成像算法进行全孔径成像时所基于的直线运动轨迹近似无法对实际飞行轨迹进行较好的拟合,因而产生了斜距近似误差,最终造成了图像的散焦。针对以上问题,本文面对圆迹环扫SAR的关键问题和技术难点,重点针对圆迹环扫SAR高分辨成像、斜视圆迹环扫SAR成像和调频连续波体制下的成像算法展开研究。同时,推导了圆迹环扫SAR回波信号精确二维频谱,设计了基于高阶斜距近似的成像算法,实现了圆迹环扫SAR的精确聚焦。取得的主要研究成果如下:第一部分研究了基于卡尔丹方程的改进距离多普勒算法。针对全孔径圆迹环扫SAR高分辨成像中圆形飞行轨迹所引入的高阶斜距近似误差问题,在回波信号二维频谱表达式的推导中利用卡尔丹方程求解方程获得驻相点,进而利用驻定相位原理推导了精确二维频谱,并根据圆迹环扫SAR的二维频谱提出了改进距离多普勒算法,同时就分辨率特性进行了讨论。最后,给出了一种结合惯导输出及自聚焦方法的CTSSAR运动补偿解决思路。第二部分研究了适用于圆迹环扫SAR的基于级数反演的改进Omega-K成像算法。为了得到一种适用性更广的成像算法,采用级数反演法对圆迹环扫SAR二维频谱进行推导,该方法利用多普勒频率的展开式反演驻相点展开式系数,进而获得信号的二维频谱。该方法在推导过程中可以通过调整展开式的阶数来有效控制二维频谱表达式的精度,因此利于未来的拓展应用。基于级数反演获得的频谱,提出了改进Omega-K算法。仿真实验验证了频谱及所述成像算法的可行性和有效性。第叁部分研究了适用于大场景圆迹环扫SAR的改进Chirp Scaling算法,补偿了曲线轨迹下的大场景距离徙动差问题,提高了场景边缘点的成像质量。为了实现快速宽测绘带高分辨成像,需要考虑不同距离单元处的斜距历程距离空变性。首先根据平台的运动特性,建立了高阶几何逼近的斜距方程,利用改进Chirp Scaling算法对不同距离处目标的距离徙动差进行了补偿,再对整体距离徙动进行统一校正,成功实现大场景圆迹环扫SAR高分辨精确成像。该算法无需插值操作,拥有较高的运算效率。点目标仿真结果表明所提算法能实现大场景圆迹环扫SAR精确成像。第四部分系统地研究了斜视圆迹环扫SAR模型和特性参数并提出了有效的成像算法。首先考虑到斜视圆迹环扫SAR的独特的观测模式,建立对应的几何模型,并就主要的性能指标进行了分析,并与正侧视圆迹环扫SAR和经典直线SAR成像模式进行了对比分析,揭示了它们之间的内在联系。针对斜视圆迹环扫SAR的模型特点,提出了一种适用于斜视圆迹环扫SAR的基于修正双曲线距离方程的改进Range/Doppler成像方法。该方法针对距离方程难以直接利用驻相点原理推导二维频谱的问题,通过引入一个线性修正因子并结合传统双曲线型斜距表达式的形式,构造出一个修正双曲线形式的等效距离方程对斜视CTSSAR的真实斜距历程进行合理近似,并在此基础上推导了适用于斜视圆迹环扫SAR的二维频谱表达式,同时给出了相应的成像算法,实现了精确聚焦。第五部分提出了适用于调频连续波圆迹环扫SAR(FMCW-CTSSAR)体制的修正残余相位的近似Omega-K成像算法。针对调频连续波圆迹环扫SAR的特点,建立了回波信号模型。不同于常规SAR成像处理,FMCW-CTSSAR需要同时考虑由于连续运动所引入的剩余二次相位以及圆形飞行轨迹所固有的叁次相位误差的影响。针对该问题,提出了一种调频连续波圆迹环扫SAR修正残余相位的高阶近似Omega-K成像算法。该方法充分考虑了圆迹环扫SAR模式下的斜距高阶近似误差,并且对调频连续波周期内连续扫频引入的剩余二次相位对成像精度的影响进行了分析论证,构造相应的补偿函数消除了剩余二次相位误差所引起的图像聚焦性能下降。整个算法均由FFT和相位相乘操作构成,不包含插值操作,提高了运算效率。点目标成像仿真实验验证了算法的有效性。
邓华容[3]2008年在《合成孔径雷达成像算法及旁瓣抑制技术研究》文中进行了进一步梳理合成孔径雷达(SAR)成像不受气候、昼夜等因素的影响,具有全天候、全天时的优点,在军事和民用领域有广泛的应用价值。高效成像算法是SAR成像的关键和基础。本论文在介绍SAR成像基本原理的基础上,研究了叁种成像算法:距离多普勒(RD)算法、Chirp Scaling算法和距离徙动算法,并针对斜视情况下的特殊性,讨论了斜视情况下的改进算法,通过仿真验证了算法的有效性。考虑到线性调频SAR回波信号经过成像处理,所得到二维像具有较高的旁瓣电平,它将严重影响旁瓣附近小目标的检测或造成虚假目标,因而必须抑制旁瓣。传统的旁瓣抑制技术是通过加权处理来实现的,在抑制旁瓣的同时也带来主瓣宽度的展宽问题,严重影响了SAR图像的质量。针对这一问题,探讨了利用径向基函数网络技术和基于遗传算法的Tikhonov正则化方法来进行旁瓣抑制。文中对这两种方法的原理及性能进行了分析和讨论。理论分析和仿真结果表明,这两种方法对回波信号的旁瓣抑制效果良好。
师君[4]2009年在《双基地SAR与线阵SAR原理及成像技术研究》文中指出由于具有全天候、全天时等优点，合成孔径雷达(SAR)在地球观测、环境监测及军事侦察等方面具有重要意义。为提高SAR系统性能，扩展其应用水平，国际上开展了新型SAR技术研究。双基地合成孔径雷达是指发射系统和接收系统位于不同平台上的新型合成孔径雷达。与单基地SAR相比，双基地SAR具有可获得目标区域非后向散射特征、系统设计灵活及便于接收机隐身设计等优点。线阵SAR是指通过平台运动与阵列天线合成虚拟二维面阵天线，并结合脉冲压缩技术获得观测场景散射系数叁维分布的新型合成孔径雷达。线阵SAR可实现对观测区域的叁维成像；并能有效解决传统SAR存在的阴影效应，实现对陡变地形的观测。因此，作为两种新型合成孔径雷达，双基地SAR和线阵SAR具有广泛的军事和民用前景。本文在国家自然基金和国家863项目支撑下，开展了双基地SAR和线阵SAR原理与成像处理技术研究。在原理研究方面，本文从回波信号空域特征入手，采用矢量分析技术，利用“等距离历史集”、“投影(椭)圆”、“投影线”、“模糊函数”、“模糊域”等概念建立了单基地SAR和双基地SAR从叁维观测空间到二维图像空间的映射关系，解释了合成孔径雷达成像的本质，讨论了不同模式下双基地SAR分辨率的空变特征。通过对模糊函数的分析，研究了全阵元线阵SAR原理。针对全阵元线阵SAR系统复杂、成本高的缺点，提出了单激励线阵SAR系统。从回波信号空域特征入手，解释了单激励线阵SAR具有叁维成像能力的原因，并对其模糊函数进行了分析，发现了影响单激励线阵SAR模糊函数的主要因素：线阵长度和天线相位中心切换模式。研究了周期函数和伪随机切换模式对单激励线阵SAR模糊函数的影响，并采用拉格朗日乘数法，对单激励线阵SAR天线相位中心切换模式进行了优化设计，获得了最小均方误差准则下的最优设计。在成像处理方面，本文研究了双基地SAR时域成像处理技术，实现了对双基地SAR实测数据成像处理，获得了双基地SAR图像。分析了运动误差对移变双基地SAR成像的影响，为移变双基地SAR运动参数估计方法研究提供了重要的理论指导。针对双基地SAR分辨率的空变特征，提出了基于变尺度逆傅里叶变换的双基地SAR距离—多普勒算法，为移变双基地SAR快速算法设计提供了新的思路。研究了线阵SAR及单激励线阵SAR时域成像处理技术，实现了单激励线阵SAR实测数据成像处理，获得了观测场景的叁维图像，验证了单激励线阵SAR原理的正确性。针对线阵SAR图像为叁维空间中某特定连续曲面的特点，提出了基于曲面预测的线阵SAR快速成像算法，大大提高了线阵SAR成像处理效率。最后，基于离散信号的矩阵模型，提出了基于正交子空间投影的基—N多分辨逼近方法，并将该方法应用于线阵SAR分辨率融合，提出了基于正交补子空间分解的线阵SAR基—N分辨率融合方法，为解决线阵SAR切航迹向分辨率较低的问题提供了新的途径。总之，本文建立了双基地SAR及线阵SAR的原理，提出了双基地SAR及线阵SAR快速成像处理方法和线阵SAR分辨率融合方法，为双基地SAR及线阵SAR系统研究提供了重要的理论指导和技术支持。
王浩[5]2008年在《地面合成孔径雷达系统中的数据采集与控制》文中进行了进一步梳理合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar),简称SAR,指的是雷达移动、被成像的目标固定不动的运动成像方式。它用小口径天线收发宽带微波信号,通过在空间分集的办法合成一个大的天线口径,从而得到高的纵向和横向分辨率。作为主动雷达,SAR具有不受光照、天气条件影响的特点,可以全天候、全天时对地观测,还可以透过地表和植被获取信息。本文以科研项目为背景,围绕地面合成孔径雷达成像系统的研制,开展了以下几个方面的研究工作:(1)参与设计和完成了合成孔径微波成像实验系统一套。该实验系统工作于X波段,使用阶跃调频连续波体制实现距离维的高分辨,采用在导轨上依靠电动机精确平移的合成孔径实现方位向高分辨,系统距离和方位分辨率小于0.5米,可对外场全尺寸目标进行二维成像。(2)设计和完成了该实验系统中的系统控制卡和数据采集卡,两块板卡互相协调配合,较好的完成了数据采集,运动控制,频率控制等工作。(3)对连续波雷达载波泄漏问题做了探讨,对各种连续波体制雷述载波泄漏有源对消方法进行了理论分析。通过实验的办法得到了较好的效果,系统性能得到了很大的提高。
赵言伟[6]2011年在《海面目标合成孔径雷达成像模拟研究》文中进行了进一步梳理海面及其上方目标的合成孔径雷达(SAR)成像模拟研究在海洋环境监测、目标识别和信号分离技术中具有重要的科学意义，是提高SAR系统性能、检验成像算法和提高SAR应用效果的重要途径。本论文就此领域的相关问题开展了系统的研究工作。首先讨论了SAR成像的海浪表面模型。研究了SAR所能“看到”的海面的结构和SAR探测海面大尺度波的机制。应用海浪水质点运动的流体力学模型对波浪进行描述，同时，针对海浪具有的明显的随机性，用振幅、频率、方向、相位不同的波迭加起来描述海浪，介绍了双尺度表面模型以及最新的研究结果。分析了两种高分辨率的SAR成像处理算法：距离多普勒(RD)算法和Chirp Scaling(CS)算法，并对它们的性能进行了比较。在此基础上，针对普通方法处理双站SAR(Bis-SAR)数据的局限性，提出了一种改进的非线性Chirp Scaling (NLCS)方法来处理一般情况下的Bis-SAR数据。其中关键是应用级数展开来得到信号精确的频谱,然后进行线性距离单元徙动校正(LRCMC)来减少距离-方位耦合，再应用非线性Chirp Scaling对数据进行处理，使之能够进行方位向压缩。模拟结果表明，改进后的非线性Chirp Scaling方法可以处理复杂的Bis-SAR数据。详细研究了海浪SAR的成像机理。针对SAR系统只能探测与入射电磁波发生Bragg谐振的微尺度波，中尺度海洋现象（如海浪、内波、水下地形、舰船和尾迹等）通过对微尺度波在空间和时间上的调制间接被SAR系统获得而成像的特点。讨论了空间上的调制和时间上的调制对SAR成像的影响。针对谱域调制函数难以实现精确调制的难题，提出一种高效的双迭加模型。然后在此模型的基础上，应用调制分布面元模型(MDSFM)计算海面在合成孔径内的散射截面，结合空域计算和谱域上的调制详细讨论了海浪的调制机理对SAR成像的影响，从而实现海浪SAR成像的精确模拟。并进一步讨论了破碎波对SAR成像的影响。另外，对于舰船和海面复合模型的SAR成像问题，利用物理光学法(PO)和物理绕射等效流方法(PTDEEC)的混合方法来计算电大尺寸舰船目标的高频散射；并在此基础上结合四路径模型和MDSFM方法研究了动态海面及其上方舰船复合目标的SAR成像。针对海洋干涉SAR测量模式这一项新技术，详细探讨了顺轨干涉SAR (Along-TrackInterferometric Synthetic Aperture Radar， ATI-SAR)和交轨干涉SAR (Across-TrackInterferometric Synthetic Aperture Radar，XTI-SAR)海浪成像机制。得到了ATI-SAR和XTI-SAR的海浪复图像，以及ATI-SAR相位谱与海浪谱之间的非线性映射关系。针对海面Bis-SAR系统比单站SAR (Mon-SAR)系统更加复杂的几何关系，将调制分布面元模型(MDSFM)拓展到双站，同时研究了速度聚束调制这一SAR成像特有的调制机理对Bis-SAR的影响；通过双站散射机理的分析，来计算海面和复杂目标的复合电磁散射，获得Bis-SAR的散射回波。得到了平飞斜视情况下Bis-SAR图像平面中强度变化表达式，它定量地描述了目标方位位置偏移量,方位向分辨率的下降程度以及海面目标的耦合散射造成的距离向分辨率的下降程度，为Bis-SAR的海洋应用研究及系统设计提供了理论基础。对Franceschetti提出的SAR原始回波模型进行改进，克服了仅考虑重力波谱的影响和KA近似带来的误差问题，得到了更加精确的海浪SAR回波模型。并在此基础上，应用快速傅里叶变换(FFT)和海浪谱色散关系将叁维时域卷积替换为二维频域相乘，使时域方法计算量显着减小，提高了大范围动态海面SAR原始回波模拟的可行性和准确性。
陈伟志[7]2010年在《干涉合成孔径雷达高度计与压缩感知技术研究》文中提出合成孔径雷达工作在微波波段,能全天候、全天时地进行高分辨率成像探测工作,无论是在军事上还是在民用上,它都具有十分重要的作用。本文首先介绍了合成孔径雷达的成像原理与成像算法,并结合了天线相位中心偏置技术与沿航迹干涉技术对地面运动目标检测作了简要的研究。本文还对星载海洋雷达高度计进行了深入地研究。星载海洋雷达高度计能够全天候、全天时地监测海洋,它所提供的海平面高度、海洋有效波高及海洋后向散射系数使其成为研究海洋环境动力学及各类海底构造划分的最有效的传感器。本文主要针对传统雷达高度计只能对星下点的海面测高,将垂直航迹干涉合成孔径雷达技术应用到海洋高度测量中,提出了新型海洋宽幅雷达高度计的研究方案,使它在具有测量精度高的同时还具有宽刈幅观测的优点。最后,针对传统体制雷达必须满足奈奎斯特采样定理进行高速采样这一约束问题,本文详细分析了基于压缩感知理论的低速采样雷达成像技术。压缩感知雷达是压缩感知技术与传统雷达相结合的新体制雷达,其使命与现行体制的雷达是重合的,既可用于目标探测,亦可完成目标成像。它利用信号的低秩特性,使其以远低于奈奎斯特采样率的速率对信号进行非自适应采样,降低了硬件需求。因此可以把它看作是现有雷达的升级和补充,而且有助于解决雷达在功耗、体积、重量、可靠性及成本等方面所要面临的工程化问题。
罗晓曼[8]2008年在《合成孔径雷达影像匹配技术研究》文中指出合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)影像匹配是SAR影像处理,特别是SAR立体测量的重要处理过程,SAR影像的匹配模型和方法是当前SAR数据处理方法研究的一个重点。但是由于与光学的成像机理不同,SAR影像与光学影像具有很大的差异,所以本文从SAR的几何构像模型入手,利用传统的光学方法结合SAR的构像模型和自身特点,探索适合SAR影像的匹配方法和模型。本文基于光学传统的核线方法,探讨式地提出了利用核线几何关系的SAR影像匹配方法。首先建立影像对之间的关系,分别使用共面条件和核线定义的方法生成近似核线影像,并通过SAR图像同侧和异侧立体像对进行实验,证明了光学的经典方法也能在SAR影像匹配实验中得到较好的应用,结合合成孔径雷达的构像方程和核线定义是可以生成近似核线影像的。但是单纯利用灰度相关的方法搜索效率不理想。考虑到合成孔径雷达特有的成像机理与影像特点,本文在生成近似核线影像的基础上,进一步研究了结合边缘特征的SAR影像匹配方法。通过分析提取SAR影像边缘特征的不同算子的作用,采用了Canny和Ratio的组合算子对影像进行边缘提取,从而结合边缘影像上的特征点进行影像的匹配。实验结果表明,该方法可以获得较好的匹配精度,匹配效率也大大提高。研究与试验表明,利用核线几何关系的SAR影像匹配方法和结合边缘和灰度特征的SAR影像匹配方法是可行的,本文的研究为后续的SAR影像立体观察和立体测量提供了技术准备。
金丽花[9]2008年在《斜视聚束合成孔径雷达成像算法研究》文中进行了进一步梳理合成孔径雷达能够实施全天候、全天时的观测,目前该雷达较成熟的工作模式有条带(Strip)、扫描(Scan)、干涉(INSAR)和聚束(Spotlight)工作模式。聚束式合成孔径雷达的优点是能够实现较小场景的方位向高分辨率成像。聚束工作模式通过控制雷达方位向天线波束指向,使其沿飞行路径连续照射同一块成像区域以增加其相干时间,此时聚束模式的方位向分辨率不受天线波束宽度的限制,因此为获得1m或小于1m分辨率的雷达图像开辟了一条可实现的途径。本文主要对聚束式合成孔径雷达距离徙动校正和降低高脉冲重复频率两个方面进行了深入的研究。距离徙动是由雷达与目标之间的相对运动产生的。通常把距离徙动的线性部分称为距离走动,二次项部分称为距离弯曲。大部分聚束式合成孔径雷达成像算法是基于正侧视模型提出的,此时多普勒中心频率为零,不存在距离走动部分。而在斜视情况下随着多普勒中心频率的增加,距离走动在距离徙动中逐渐起主导作用,已有的主要针对距离弯曲的成像算法无法做到有效的距离徙动校正。距离徙动算法是理论上最优的成像算法,其关键步骤是Stolt插值。对于实时成像或大数据量系统来说插值运算是不实际的。频率变标算法就是距离徙动算法较好的近似实现,通过对距离徙动算法的近似来精确校正距离徙动,避免了插值运算。但是基于正侧视模型提出的频率变标算法无法适用于斜视成像,其局限性主要体现在二次距离压缩的近似误差。为了降低高脉冲重复频率,通常将长的聚束孔径分成多个子孔径来处理,即方位向子孔径处理。阶梯变换方法是较成熟的子孔径处理方法。算法中影响最后聚焦效果的主要因素有两个,一个是相邻子孔径间谱峰的相对位移要满足整数倍频率间隔的限制条件,另一个是粗分辨率傅立叶变换结果存在高阶误差相位。针对以上几个问题,论文做了如下工作并提出了几个改进算法。第一:分析了距离徙动算法Stolt插值前信号的波数谱支撑区范围,得出了斜视成像的理论结果和斜视模型成像质量评估的理论值,并以此作为评估其它算法的主要依据。此外还提出了视线插值的距离徙动算法并给出了实验仿真结果。第二:针对频率变标算法的局限性,提出了适用于斜视处理的非线性频率变标算法,给出了非线性频率变标函数的最优解,将近似误差的二次项误差完全补偿,确保了大斜视角大场景成像的良好成像效果。第叁:将自聚焦技术和阶梯变换方法有效地结合起来,用最小熵准则的自适应阶数多项式滤波器估计并去除误差相位,保证了精分辨率傅立叶变换的精度。本文最后给出了星载聚束式合成孔径雷达和滑动聚束式合成孔径雷达回波仿真及相应的成像处理结果,以及机载实际数据的处理图像。
易予生[10]2009年在《弹载合成孔径雷达成像算法研究》文中进行了进一步梳理合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像是一种全天时、全天候的微波遥感技术,它能够提供目标区域的高分辨率、高精度的二维图像。如果能通过装载在导弹上的SAR获取目标区域图像,则可进行目标检测,提取目标形状、尺寸等特征,进而能够对攻击点进行选择。利用该图像作匹配处理修正弹上惯导系统的长时间积累误差和初始定位误差,能够大大提高打击效率。因此,弹载SAR成像技术是导弹制导技术目前的一个重要发展方向。由于攻击目标以及规避敌方防空阵地等战术需要,导弹在飞行过程中往往要做一定的机动,在垂直方向存在一定的速度和加速度。这就使得现有的适用于机载、星载SAR等匀速直线运动的SAR成像算法对于弹载SAR平台不再有效。另外,在导弹飞行末段成像时,导弹的飞行方向和信号发射方向重合,目标的方位向和距离向存在耦合,这也为弹载SAR的成像带来了困难。本文就是结合导弹的运动特点分别对弹载侧视SAR、大斜视以及前视SAR的成像问题进行研究,主要的研究工作包括以下几个方面:1)在分析SAR成像原理的基础上,针对弹载SAR平台俯冲加速运动的特点,建立了弹载侧视SAR成像的几何模型。通过该模型对目标斜距在单个孔径时间内随时间的变化关系进行了详细的分析,得到了距离随时间变化的一次、二次和叁次分量。采用级数反演的方法推导了弹载SAR回波信号的二维频域的精确表达式,构造出了不同的补偿函数,从而提出了一种适用于弹载SAR俯冲加速运动下的成像算法。该算法采用全孔径处理并能够精确的校正距离徙动,仿真结果验证了该算法的有效性。2)对于大场景目标来说,由于弹载SAR平台的俯冲加速运动,会造成较大的距离徙动,距离空变也是非线性的,补偿函数的距离空变也复杂的多,因而其成像难度较大。根据弹载SAR平台的运动特点,使用高阶逼近模型建立了SAR的回波信号模型。考虑到大场景下的距离空变问题,对目标斜距随时间的变化关系进行了详细的分析,并结合级数反演法得到了弹载SAR回波信号的二维频域的精确表达式。通过弹载SAR几何关系近似得到了距离空变量的解析表达式,在此基础上提出了一种适用于弹载SAR俯冲加速运动下的SR-ECS(Series Reversion-Extended Chirp Scaling)大场景成像算法。理论分析和实验结果表明,该算法能够对大场景进行成像并取得了较好的成像效果。3)针对斜视角较大时,SAR成像结果发生散焦的问题,提出了一种改进的斜视成像算法。结合Chirp Scaling算法的优点,首先利用SAR系统和回波数据在时域内的特性在时域进行距离徙动校正,然后对信号进行CS变标处理,再在频域进行弯曲校正、距离压缩、二次距离压缩;在方位向匹配滤波时考虑了叁次相位的影响,使方位向聚焦效果得到改善。通过对点目标和点阵目标分别进行了成像仿真,仿真结果验证了算法的有效性。同时,还对大斜视SAR成像过程中的几个问题进行了分析和说明。4)从SAR成像原理上来说,要求其载体运动方向和波束的照射方向有一定的夹角。由于攻击目标的需要,导弹在飞行末段时转为前视成像阶段,目标位于导弹飞行方向的正前方。此时,导弹的飞行方向和雷达的照射方向一致,距离向和方位向存在严重耦合,在成像区域上存在固有盲区。基于“收发分置”的思想,提出了一种双站弹载前视SAR成像模型。发射机、接收机分别放置于飞机和导弹上。导弹处于半主动工作模式,不发射信号,只接收信号。通过对空间几何构型的分析,推导了双站弹载前视SAR系统模糊函数的表达式。结合该模糊函数,对双站弹载前视SAR的分辨率进行了分析。分析了双站几何构型和速度矢量对前视分辨率的影响。理论分析与仿真结果表明双站弹载前视SAR系统的分辨率不仅与发射信号带宽、合成孔径长度有关,还取决于双站的构型。5)针对弹载SAR无法对飞行路线正前方进行高分辨率成像的问题,提出了一种双站弹载前视SAR成像方法。通过使用高阶逼近模型建立SAR的回波信号模型,推导了目标距离的数学表达式,结合级数反演法,得到了弹载SAR回波信号的二维频域的精确表达式,给出了各相位补偿因子表达式及算法实现步骤,从而完成了该双站弹载SAR前视成像算法。通过点目标的成像仿真验证了该算法能够完成弹载前视成像。
参考文献：
[1]. 合成孔径雷达成像技术研究[D]. 吴照宪. 中国科学院研究生院（电子学研究所）. 2007
[2]. 圆迹环扫合成孔径雷达成像算法研究[D]. 廖轶. 西安电子科技大学. 2015
[3]. 合成孔径雷达成像算法及旁瓣抑制技术研究[D]. 邓华容. 南京理工大学. 2008
[4]. 双基地SAR与线阵SAR原理及成像技术研究[D]. 师君. 电子科技大学. 2009
[5]. 地面合成孔径雷达系统中的数据采集与控制[D]. 王浩. 南京理工大学. 2008
[6]. 海面目标合成孔径雷达成像模拟研究[D]. 赵言伟. 西安电子科技大学. 2011
[7]. 干涉合成孔径雷达高度计与压缩感知技术研究[D]. 陈伟志. 南京理工大学. 2010
[8]. 合成孔径雷达影像匹配技术研究[D]. 罗晓曼. 中国测绘科学研究院. 2008
[9]. 斜视聚束合成孔径雷达成像算法研究[D]. 金丽花. 上海交通大学. 2008
[10]. 弹载合成孔径雷达成像算法研究[D]. 易予生. 西安电子科技大学. 2009
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