论文摘要
合成孔径雷达(SAR)是一种高分辨率成像雷达,它具有全天候、全天时的工作能力,其对于国防技术现代化和国民经济建设具有十分重要的意义。聚束式合成孔径雷达是SAR的一种高分辨率成像模式,它可获得传统条带SAR无法达到的高方位分辨率。聚束模式下,通过调整天线指向使得波束持续照射固定场景,可以突破天线波束宽度对合成孔径长度的限制,从而获得非常高的方位向分辨率。本文结合仿真数据和实测数据,首先对合成孔径雷达RD算法进行了研究,熟悉SAR高分辨原理以及二维匹配滤波过程,然后对聚束SAR成像常用的极坐标格式算法(PFA),距离徙动算法(RMA)进行了深入研究:PFA算法以其简单、高效和适用性好等优点,一直被广泛应用于聚束模式成像领域,该算法将回波信号在空间频域存放成扇形,这种回波信号相位历史的表示形式,是聚束模式成像理论的突破,它相比RD算法在分辨率和成像区范围上有很大提高。但是PFA基于平面波前假设,没有完全补偿越分辨单元走动(MTRC),剩余的相位造成了距离弯曲现象,距离弯曲极大的限制了PFA的成像区半径和应用范围。本文还将ChirpZ变换应用于PFA算法中代替二维插值,由于ChirpZ变换可以采用快速算法实现,大大提高了成像的速度,有利于实时成像;RMA算法也是聚束SAR信号处理的主要算法,它能够完全补偿MTRC,具有高分辨率、大面积场景的成像能力。无论在理论或应用上RMA都近乎完美,但它要求雷达系统有很高的沿航迹方向的采样频率,而且其计算量高于PFA算法,这就限制了RMA的应用范围。