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双基地SAR大斜视及移变模式下成像算法研究

双基地SAR大斜视及移变模式下成像算法研究

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作者：韩云电子科技大学

学位级别：硕士

双基地合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种新雷达成像体制。由于其工作模式采用收发分置在不同的平台上,具有许多优点和特点,如:获取的地面目标信息更加丰富、作用距离更远、隐蔽性好、反侦察等,适用于军用或民用领域的... 详细信息

双基地合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种新雷达成像体制。由于其工作模式采用收发分置在不同的平台上,具有许多优点和特点,如:获取的地面目标信息更加丰富、作用距离更远、隐蔽性好、反侦察等,适用于军用或民用领域的对地观测成像,并成为近年来的国际研究热点。大斜视和移变模式是双基地SAR基本工作模式的扩展,能够进一步增大系统工作的灵活性,实现对重点目标的探测,并获取更加丰富的地面信息。本论文主要针对上述两方面展开了研究工作:在成像机理方面,分析任意飞行模式下双基地SAR的几何模型和回波模型,研究其距离史和点目标的二维频谱,并利用双基地SAR的模糊函数分析在任意飞行模式下的空间分辨率特性。在非移变大斜视成像算法方面,采用二阶逼近距离模型来近似双基地SAR的收发距离之和的传统RD成像算法已经不再适用。在大斜视情况下的RD算法是通过把距离史四阶泰勒展开,使之得到精确的二维点目标频谱函数,并利用其二维点目标频谱函数得到距离徙动矫正量、二次距离压缩及方位压缩参数,最终实现双基地SAR回波数据的成像聚焦。首先分析了正侧视常规双基地RD算法,并在此基础上研究了大斜视双基地RD算法,给出了该算法流程图,并通过仿真验证此RD成像算法在大斜视模式下的有效性。在移变模式下,首先研究移变模式双基地SAR多普勒特性,给出了移变模式的双基地BP成像算法,提出了一种改进型RD算法和改进型非线性cs算法。BP算法的思想是把一个孔径内的回波数据进行相干累加,然后把幅度信息反投到成像空间,该算法适用于任意模式的双基地SAR成像;改进型RD成像算法推导了距离和变量与双距离变量的转换关系,得到了距离和的多普勒参数表达式,解决了在距离向因场景远近及移变所产生的多普勒调频斜率的偏差,并且在方位向补偿三次项,通过仿真验证了该算法的有效性,并与常规RD成像算法进行了比较,结果显示改进型的RD算法能够实现移变模式下双基地SAR回波数据的良好聚焦;改进型非线性cs算法在距离向通过让回波信号乘上一个相位因子,使得距离向上的信号具有相同的徙动曲线,在方位向通过对同一距离门点目标多普勒调频斜率性质的分析,利用引入的扰动函数实现方位压缩的精确聚焦,最后通过仿真,得到了较好的成像效果,最后针对三种算法适用性进行比较。

关键词：双基地SAR 点目标的二维频谱多普勒三次项移变改进型非线性cs算法

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