弹载混合模式SAR成像研究

admin · 发表于 9 小时前

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合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)以其高分辨率，全天候，全天时的工作能力以及对目标的识别特性，使其在制导技术中受到广泛关注，成为雷达精确制导的重点发展方向之一。弹载SAR在导弹末制导阶段具有平台运动速度快，非匀速直线运动和大斜视角等特点。由于波束控制的限制使得SAR成像在导弹末制导阶段难以达到理想的聚束模式，在实际中呈现出混合模式成像的特点。论文紧密结合导弹在末制导阶段的特点，研究了弹载混合模式SAR成像机理，成像算法，运动补偿等题目针对SAR系统参数之间存在的关联性，论文阐述了俯冲段弹载混合SAR的工作机理，定义了在俯冲模式下的混合度，分析了不同混合度下的工作模式，给出了混合模式SAR在俯冲阶段统一的等效距离模型，详细分析了混合SAR系统在俯冲阶段的方位向分辨率，测绘带幅宽，方位向回波信号时频特性以及对应的模糊特性，噪声等效散射系数等系统重要参数以及这些参数的主要制约因素。基于经典CS算法，考虑到混合模式SAR的方位谱混迭现象及斜视情况下距离信号与方位信号之间严重的耦合情况，借鉴两步处理算法的思想，论文提出了一种适合于斜视情况下混合SAR成像的处理算法，Deramp-Extended Chirp Scaling(Deramp-ECS)算法。该算法首先进行方位向Deramp处理，解决方位谱混迭的题目，实现粗聚焦。进而采用扩展CS算法对无方位频谱混迭的斜视回波数据进行精聚焦。导弹的运动误差导致回波信号中产生相位误差，这是导致SAR成像质量下降的主要因素，准确的多普勒参数能有效的消除回波中的相位误差。论文采用了基于回波数据的运动补偿方法，利用时域相关法对多普勒中心频率进行估计，利用最优对比度法对多普勒调频率进行估计，有效的补偿了运动误差对成像质量的影响。以空间几何关系和回波信号数学模型为基础，实现了精确地面点目标原始回波数据计算机仿真方法，利用仿真数据对成像算法和运动补偿进行了验证，并对成像质量进行了细致评估。

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