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《北京邮电大学》 2013年
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临近空间高分辨率SAR成像技术研究

郑平  
【摘要】:随着雷达探测成像应用的不断发展和需求的不断增多,对流层及卫星轨道空间资源的日益紧张,所以近年来,临近空间作为二者之间的广阔空间受到了越来越多的重视。在雷达成像领域,临近空间SAR结合了临近空间平台的特点和合成孔径雷达的优点,在成像精度、滞空时间、探测范围等方面具有更强的灵活性和更优越的性能,是机载SAR和星载SAR的重要补充。高分辨率成像作为雷达成像的重要目标,既可以实现对陆、海、空全方位的细致勘察和精确探测,也能在民用和军事领域发挥重要作用。因此,临近空间高分辨率SAR成像技术具有一定的理论研究价值和应用价值。 本文对临近空间高分辨率SAR成像的关键技术进行了深入的研究与分析。首先从临近空间及平台特性、SAR成像原理及成像模式展开研究。之后重点研究了聚束式SAR这一高分辨率成像模式下的成像建模和成像算法。针对临近空间聚束式SAR空间位置高、合成孔径大、功率和脉冲重复频率限制、运动误差等问题,提出了距离徙动算法的改进算法——距离徙动子孔径算法。最后,进行了算法仿真,通过对比验证了算法在改善分辨率及解决成像问题等方面的优势。 本文的主要创新点如下: (1)根据临近空间成像平台性质,建立了I临近空间聚束式SAR成像模型。临近空间SAR所处环境的特点和飞行器的独特设计对高分辨率成像的影响与机载和星载不同。本文根据对临近空间SAR平台的深入分析与研究,建立了不同于机载和星载SAR的几何模型和信号发射接收模型。 (2)提出了距离徙动子孔径算法。该算法基于孔径划分理论和距离徙动算法,适用于临近空间聚束式SAR成像模式,可以减少PRF(脉冲重复频率)和雷达功率的限制,并能解决临近空间SAR合成孔径、运动误差等成像问题。
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