双基地SAR Chirp Scaling算法改进与实现研究

论文摘要

双基地合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar—SAR)是一种新的雷达体制,由于收发平台分置的特点使其具备了许多突出的优点,使其成为军用、民用领域重要的探测成像技术,并已成为近年来的国际研究热点。基于双基地SAR的特点,为了获取更加丰富双基地SAR的地面信息,必须研究斜视情况下双基地SAR的工作特点、相关模式及实现方法。本论文结合具体的科研项目,针对双基地斜视SAR成像技术开展了如下工作:1、研究推导了平移不变斜视空间结构下的双基地SAR几何模型和飞行模式;在此基础上分析了双基地SAR回波距离历史、多普勒特性和分辨率特性。2、在双基地SAR几何模型基础上分析了双基地SAR信号模型,提出了一种将双基地斜视SAR信号等效为单基地斜视SAR信号处理的方法,分析了该方法引入的等效误差。最后分析了大斜视角下的等效双基地斜视SAR的距离走动和距离弯曲特性。3、研究了CS算法原理和误差,利用上述第2点的结论提出了一种将考虑方位向空变斜视的双站成像等效成单站处理的改进Chirp Scaling算法;仿真分析了改进CS算法在不同飞行模式以及不同斜视角情况下的成像性能,并且利用自行研制的双基地SAR实验数据对该算法进行了验证。4、最后对全文工作做出了总结,指出了需要进一步研究的问题和方向。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景和研究意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.3 本论文主要内容
• 第二章 合成孔径雷达成像基本原理
• 2.1 合成孔径雷达原理简介
• 2.2 双基地SAR基本原理
• 2.2.1 双基地SAR空间几何模型
• 2.2.2 双基地SAR飞行模式
• 2.2.3 双基地斜视SAR距离历史
• 2.3 双基地SAR回波信号多普勒历程和分辨率特性
• 2.3.1 双基地SAR回波多普勒特性
• 2.3.2 双基地SAR回波信号分辨率特性
• 2.4 双基地SAR成像算法介绍
• 2.4.1 距离多普勒算法
• 2.4.2 Chirp Scaling算法
• 2.5 本章小结
• 第三章 双基地SAR信号特性分析
• 3.1 双基地SAR回波信号模型
• 3.1.1 双基地SAR回波点目标响应
• 3.1.2 双基地斜视SAR信号等效为单基地斜视SAR信号方法
• 3.2 双基地SAR信号等效为单基地SAR信号误差分析
• 3.2.1 双基地SAR信号二维频域计算
• 3.2.2 双基地SAR信号等效为单基地SAR信号方法误差分析
• 3.3 大斜视角双基地斜视SAR等效距离徙动分析
• 3.3.1 距离走动分析
• 3.3.2 距离弯曲分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 双基地斜视SAR的改进线性CS成像算法研究
• 4.1 问题描述
• 4.2 线性CS算法原理
• 4.3 改进双基地斜视SAR线性CS算法研究
• 4.3.1 双基地参数等效为单基地参数和CS弯曲均衡
• 4.3.2 距离压缩、二次距离压缩和距离徙动校正
• 4.3.3 方位压缩和残余相位补偿
• 4.4 改进线性CS算法误差分析
• τ关三次项'>4.4.1 忽略距离向频f_τ关三次项
• 4.4.2 距离向等效调频率的非距离依赖性近似
• 4.4.3 CS操作对回波距离向的影响
• 4.5 改进线性CS算法仿真分析
• 4.5.1 空不变模式
• 4.5.2 空变模式
• 4.6 改进线性CS算法处理实测数据
• 4.7 改进CS算法总结
• 4.8 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本论文主要工作总结
• 5.2 双（多）基地SAR成像技术工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的研究成果
• 个人简历