双基地斜视合成孔径雷达成像技术研究

摘要

双(多)基地合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一种新的雷达体制。收发平台分置的特点使其具备了许多突出的优点和特点，如：获取的目标信息丰富、作用距离远、安全性好、抗干扰性能强等，使其成为军用、民用领域重要的探测成像技术，并成为近年来的国际研究热点。 而斜视又是对双(多)基地SAR基本工作模式的一种扩展，能够进一步增大系统工作的灵活性，实现重点目标侦察，并获取更加丰富的地面信息。本论文在某创新项目的支撑下，针对双基地斜视SAR成像技术展开了如下研究： 1、研究推导了平移不变斜视空间结构下的双基地SAR几何模型和信号模型；采用Loffeld模型和序列反转的方法，分别推导了双基地平移不变斜视SAR点目标响应的二维频谱，并通过理论研究和仿真分析了二者的差别和一致性。 2、推导了双基地平移不变斜视SAR的多普勒特性，分析了二阶距离近似对该类系统多普勒特性的影响，并研究了多普勒特性与收发平台斜视角的关系。 3、针对双基地SAR收发平台分置及由于斜视造成的合成孔径长度的变化，研究了该类系统的距离向及方位向分辨率特性，给出了具体的表达式，并分析了收发平台斜视角对分辨特性的影响。 4、基于Loffeld模型提出了适合于该类结构的波数域成像算法BTIS-RMA，对其中关键的Stolt映射步骤进行了详细的分析，通过仿真分析比较了该算法与RD类斜视模型算法SIM对双基地斜视SAR的聚焦性能，并采用双基地sAR系统实测数据对该算法进行了验证。 5、针对实际SAR系统对准确的平台几何参数获取困难，从而难以应用波数域算法进行成像的问题，提出了一种基于四阶多普勒参数估计从回波数据获取几何参数的解决办法。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究动态

1.2.1双(多)基地SAR系统研究动态

1.2.2双基地斜视SAR成像技术研究现状及存在的问题

1.3本论文的主要工作

1.4本论文的主要创新

第二章双基地斜视SAR空间几何模型及信号模型

2.1双基地斜视SAR几何模型

2.1.1双基地斜视SAR空间几何模型

2.1.2双基地斜视SAR距离历程

2.2双基地斜视SAR点目标响应

2.3 Loffeld模型

2.4序列反转

2.4.1序列反转基本原理

2.4.2用序列反转求解双基地斜视SAR二维频谱

2.4.3比较分析

2.4.4一致性验证

2.5本章小结

第三章双基地斜视SAR多普勒特性及分辨率特性

3.1双基地斜视SAR多普勒特性

3.1.1二阶距离近似下的双基地SAR多普勒特性

3.1.2无近似的双基地SAR多普勒特性

3.1.3双基地SAR多普勒特性与斜视角的关系

3.1.4二阶距离近似对多普勒特性的影响

3.2双基地SAR分辨率特性

3.2.1距离分辨率

3.2.2双基地SAR的合成孔径长度及方位向分辨率

3.3本章小结

第四章双基地斜视SAR成像算法研究

4.1引言

4.2双基地斜视SAR波数域成像算法BTIS-RMA

4.2.1波数域成像算法概述

4.2.2 BTIS-RMA算法实现

4.2.3仿真结果

4.2.4斜视SAR成像中的频谱翻折问题

4.2.5实测数据成像结果

4.3基于四阶多普勒参数估计的斜视波数域成像方法

4.4本章小结

第五章总结与展望

5.1工作总结

5.2工作展望

致 谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间的研究成果