頻率步進SAR-ISAR成像算法研究.pdf

1、近幾十年來，隨著硬件條件和數(shù)字信號處理技術(shù)的不斷提升，合成孔徑雷達(dá)（Synthetic Aperture Radar, SAR）和逆合成孔徑雷達(dá)（Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR）得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，并且高分辨率成為成像雷達(dá)的必然發(fā)展趨勢。SAR/ISAR的距離分辨率與信號帶寬成反比，因而在常規(guī)信號體制下，高分辨率要求發(fā)射信號具有較大的帶寬，這使得 A/D器件要具有很大的瞬時帶寬和采

2、樣率，大大地增加了硬件成本。
　　頻率步進（Stepped frequency, SF）波形是近年來高分辨雷達(dá)中廣泛應(yīng)用的一種波形。它發(fā)射一組具有不同載頻的脈沖信號，通過距離像合成法來獲取高分辨距離像，其能在獲得高分辨距離像的同時減小系統(tǒng)的瞬時帶寬。但是由于頻率步進信號在脈沖串內(nèi)不滿足“停-走-?！钡募僭O(shè)，所以SF-SAR和SF-ISAR的關(guān)鍵問題都是如何消除脈間的距離差。為此，本文圍繞SF-SAR和SF-ISAR的成像問題展開深

3、入的研究。
　　在SF-SAR距離像補償方面，本文建立了頻率步進SAR的幾何模型和信號模型，給出了頻率步進回波信號的二維矩陣形式和三維矩陣形式；然后利用二維矩陣形式和駐定相位原理（Principle of Stationary Phase, POSP）導(dǎo)出了距離差補償因子的頻域表達(dá)式，得到高分辨一維距離像（High Resolution Range Profile, HRRP）的表達(dá)式。
　　在SF-SAR成像算法方面，分析

4、了兩種不同的成像過程：一種是“先合成HRRP后成像補償”，另一種是“先成像補償后合成HRRP”。針對第一種成像過程，利用一維距離像的表達(dá)式推導(dǎo)了兩種能夠應(yīng)用于SF-SAR成像的改進RD算法，并分析補償誤差。針對第二種成像過程，本文提出基于二維頻域補償?shù)腟F-SAR成像算法；該算法比第一種過程簡單，其能在二維頻域同時補償距離差和距離徙動。
　　在 SF-ISAR成像算法方面，首先建立了頻率步進 ISAR的信號模型，并對SF-ISAR