机载合成孔径雷达成像算法及实时处理研究

摘要

合成孔径雷达(SAR)成像具有全天候、全天时、远距离和高分辨成像的特点,可以大大提高雷达的信息获取能力.以飞机为载体的机载SAR成像系统已被广泛应用,同时它也是发展星载SAR必不可少的试验平台,故机载SAR成像算法及实时处理的研究具有重大的实用意义.该文通过对现有的合成孔径雷达成像算法的研究,以及对飞机运动状态的分析,针对实时处理的要求,对距离多普勒算法稍加改进,使之适合于机载合成孔径雷达成像实时处理使用,该算法根源于距离一多普勒算法,结构简单,既能够对飞机的不规则运动进行有效的补偿,又适合于实时处理.某所的机载合成孔径雷达成像实时处理试验验证了该算法的有效性.目前使用的SAR成像实时处理系统大都是专用的,在一些参数发生变化时,就需要重新设计实时处理系统,这样的设计方法费时费力,所以需要一种适用于SAR成像实时处理的通用机的出现,以缩短设计时间,降低系统的成本.通过借鉴某所使用通用机进行SAR成像实时处理的经验,针对SAR成像中数据量大和运算量大的特点,该文对传统的通用机的设计方法进行改进,该方法非常适合于SAR成像的实时处理任务.

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第一章绪论

1.1合成孔径雷达的基本原理

1.2合成孔径雷达的发展和研究现状

1.3 SAR成像的特点及应用

1.4本文的研究内容

第二章合成孔径雷达成像算法

2.1点目标回波模型

2.2距离-多普勒算法

2.3波数域算法

2.4 CS算法

2.5频率变尺度算法

第三章多普勒参数估计与运动补偿

3.1多普勒参数的计算

3.2多普勒中心的估计

3.3多普勒调频率的估计

3.4飞机的运动及对成像结果的影响

3.5包络对齐

3.6相位补偿

第四章机载合成孔径雷达实时处理算法

4.1实时处理中的分帧

4.2对距离徙动的近似

4.3结合参数估计的实时处理算法

4.4实测数据的实时处理算法结果

第五章某所机载SAR成像实时处理方案

5.1系统参数

5.2系统硬件组成

5.3硬件的局限性及折衷

5.4系统资源分配及编程

5.5缺点及改进

第六章适于雷达成像实时处理的通用机的设计

6.1雷达成像实时处理对数据传输率的要求

6.2硬件设计

6.3软件设计

6.4设计实例

总结

致谢

参考文献

作者在读期间发表的论文