文档介绍：双站合成孔径雷达 R-D 成像算法研究与实现
摘要
合成孔径雷达是一种高分辨率相干雷达,利用合成孔径技术获得方
位向高分辨率,依靠脉冲压缩技术获得距离向高分辨率。它被广泛运用
在军事领域、地形测绘和地质研究、农业和林业、海洋研究和监测、灾
害监测和防御等方面。现有的成像算法包括距离多普勒算法、Chirp
Scaling 算法、波数域算法。
随着军事竞争和高精度勘探的需求,对雷达成像的分辨率有着越来
越高的要求。单站雷达自由度有限,渐渐无法满足勘探技术发展的要求;
而分布式雷达(卫星星座群)能够获得更多雷达散射截面积(RCS)信
息,逐步成为研究的热点。双基站雷达是分布式雷达系统的基本构型,
同时也是从单站雷达向分布式雷达系统发展的一个重要切入口。对双基
站雷达成像的研究从上个世纪九十年代开始,由于当时对系统的评价没
有给出统一的标准,也没有提出有效的模型结构和对应的参量,直到本
世纪初这一课题的研究才有所进步。
本文详细介绍了双基站雷达系统的几何构型,并对其回波信号进行
了信号分析,得到它的双频域表达式,同时对公式推导的近似过程进行
了误差分析。以条带扫描工作方式的 Bi-SAR 系统为基础,根据发射星
与接收星的不同情况进行细化,将两星之间的相对运动分解为前后追逐
模式和平行齐飞模式。在这两种相对独立的运动模式下分别考察双基站
雷达系统信号分析的有效性,并通过实验仿真论证了双基站信号分析对
水平方向的运动补偿有较好的效果,而对前后追逐模式的补偿则没有效
果。
在上述分析的基础上,本文进一步提出细化补偿的思想方法,即通
过双频域信号分析的相位补偿,将发射星等效到接收星的同一轨道上,
然后用修正参数后的单站算法进行成像。本文选取经典的距离多普勒算
法作为单站算法来完成成像步骤。实验仿真表明,经过单轨道化补偿和
距离多普勒成像算法参数的修正,细化的补偿法能够较好地对双基站
SAR 系统进行成像。
关键词:细化补偿,运动分解,相位补偿,双基站合成孔径雷达,距离
多普勒算法,星载 SAR 仿真
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The Research and Realization of R-D Imaging Algorithm
for Bistatic Synthetic Aperture Radar
Abstract
Synthetic Aperture Radar (SAR) is one kind of coherent radar with
high-resolution. Due to pression technology in range processing
and synthetic aperture technology in azimuth processing, SAR performs well
in two dimensional resolutions. Thus, it is widely used in military aspect,
territory observation and geological prospecting, agriculture and forest, ocean
research and detection, as well as disaster detection and prevention aspect.
Nowadays, the imaging algorithms include Range-Doppler Algorithm,
Chirp-Scaling Algorithm and Wave-Number Algorithm.
With the development of petition and high precision
detection reconnaissance, es up with a high demanding requirement on
resolution of SAR image processing. Due to the imaging limitation of
mono-static radar, those distributed radar systems (satellite constellation
radar system), which can derive more information on RCS, is ing
popular with most researchers in this area.