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双基前视SAR成像算法研究

黄欢  
【摘要】:双基前视SAR作为一种特殊体制的双基SAR,将发射机与接收机分别放置在两个不同的运动平台上并且使得接收机波束指向平台正前方,不仅具有灵活的空间配置,强的隐蔽性,丰富的目标散射信息和高的抗干扰能力等优势外,还能够对雷达正前方区域成像与目标检测,具有更加实用的前景,但这特殊的体制使得一些已有的双基成像算法失效,因此,本文将研究适用于双基前视SAR成像算法,主要内容和创新如下: 1.研究双基前视SAR成像理论。首先分析双基前视的回波模型,从时域特性出发,研究双基前视SAR的斜距史表达式特性,然后,通过梯度法分析双基前视SAR的斜距史分辨率和多普勒分辨率。最后,分析双基前视SAR的系统参数和时域成像模型。 2.提出了一种基于2D-PSP频谱模型的双基前视成像算法。通过仿真验证了MSR频谱和2D-PSP频谱适用于双基前视SAR,并验证了基于MSR频谱模型的ω-k算法对双基前视SAR适用。根据2D-PSP频谱模型,提出一种基于2D-PSP模型的ω-k前视成像算法,并与基于MSR频谱模型的算法进行比较,发现在平台运动差异小的情况下,所提算法的成像性能要优于基于MSR频谱模型的算法。 3.改进了基于AP频谱模型的空域展开的星机前视成像算法。首先,通过仿真验证AP频谱模型适用于星机前视SAR;其次,由于星机前视SAR的情况下,已有的基于AP模型的成像算法不再适用,因此,提出了一种适用于星机前视SAR的成像算法,该算法能够有效地补偿高次频率项,通过仿真验证,对星机前视回波数据能够得到很好的成像结果。 4.改进了类单基的二维频谱的等效方法并提出相应的成像算法。首先,提出一种类单基的二维频谱模型:通过对双基前视SAR斜距史的时域特性的分析,建立一种简洁的二维频谱表达式,该频谱是将双基前视SAR的斜距史表达式拟合为双曲线函数,并采用驻定相位定理求解得到;其次,基于该频谱,提出一种基于方位向频率展开的星机前视成像算法,该算法充分考虑了方位向频率高次项影响,能够对星机前视回波数据得到很好的成像效果;然后,基于该频谱,提出一种基于空域展开的双基前视成像算法,该算法能够更充分的考虑频率项的影响,能够对前视数据进行更好的成像。 5.提出一种高精度的二维频谱表达式及其成像算法。针对上述二维频谱,建立了一种更加精确的二维频谱表达式,并基于该频谱模型提出相应的双基前视成像算法,该算法能够对双基前视回波得到更好的成像效果。


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