论文部分内容阅读
宽场景高分辨成像对星载合成孔径雷达(SpaceborneSAR)来说非常重要。受方位采样频率的限制,大场景聚束场景方位带宽会发生重叠,给成像处理带来困难。对于传统星载SAR来说,不模糊的宽测绘带和高方位分辨率是一对矛盾。采用扫描SAR工作模式可以增加不模糊测绘带的宽度,但是以损失方位分辨率为代价。聚束SAR工作模式可以得到很高的分辨率,但得到的场景图像不连续。多通道技术的应用使同时实现宽场景高分辨成像成为可能。本文工作集中在广域高分辨聚束SAR成像算法和单平台多天线星载多通道高分辨宽测绘带成像两方面,主要内容如下:
1、提出了一种广域高分辨聚束SAR成像算法。考虑高分辨宽场景聚束SAR方位采样频率大于瞬时带宽的情况,引入SPECAN算法在方位上进行处理,消除方位模糊,然后通过构造二次相位补偿函数和使用合适的插值实现支撑区的完整恢复,最后通过二维IFFT实现聚焦成像。
2、根据SAR回波录取期间多普勒频率与视角的关系,提出了简化滤波权矢量计算的空域滤波法解方位模糊,获得好的解模糊效果。
3、提出了一种考虑三维构形的星载SAR宽场景高分辨成像方法。首先进行解模糊预处理,补偿垂直航向分布引起的线性相位和随距离空变的相位,然后进行空域滤波解模糊,最后结合CS算法进行成像处理。并进一步讨论和推导了误差和地形起伏对解模糊性能的影响。
4、针对装在卫星上沿航向排列的双天线,采用多发多收体制,通过分别发射中心频率和频带宽度相同而调频率为正负的两个线性调频信号,在方位上形成三个等效天线相位中心,可以解最多三个方位模糊。
提出通过装在卫星上不同小天线同时发射步进频率信号得到的MIMO-SAR系统来进行大测绘带高分辨成像。在采用低PRF保证距离不模糊的基础上,利用每一个步进子带得到的多个等效天线相位中心的位置信息来解这一子带存在的多普勒模糊。然后,将各方位不模糊的子带信号进行频带合成得到大的合成带宽,从而在扩大测绘带宽度的同时实现距离高分辨。
5、实际多天线阵列的多通道处理存在通道均衡问题,地面上的等多普勒线为双曲线,由于各个天线的波束形状、指向、以及各通道的频率特性不可能完全一致,处理时要考虑通道均衡等实际问题。通过对机载实测数据的处理,分析了通道不一致性对解模糊成像的影响。