一站固定式低頻雙站SAR高分辨率成像處理技術(shù)研究.pdf

1、一站固定式低頻雙站合成孔徑雷達(dá)(One-stationary Low Frequency Bistatic Synthetic Aperture Radar, OS LF BSAR）是指發(fā)射機(jī)（接收機(jī)）位于運(yùn)動(dòng)搭載平臺(tái)，而接收機(jī)（發(fā)射機(jī)）位于固定搭載平臺(tái)，并且工作于低頻段（<1GHz）的雷達(dá)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有配置靈活、成本低廉、安全性高、穿透能力強(qiáng)、獲取信息豐富等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用前景，因此是目前的熱點(diǎn)和前沿研究領(lǐng)域。本文具體涉及三

2、種不同配置的BSAR系統(tǒng)：條帶式OS LF BSAR、一站固定式低頻雙站圓跡SAR（One-stationary Low Frequency Bistatic Circular SAR，OS LF BCSAR）和一站固定式低頻雙站前視SAR（One-stationary Low Frequency Bistatic Forward-looking SAR，OS LF BFSAR）。本文結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用，針對(duì)上述三種OS LF BSAR系

3、統(tǒng)的高分辨率成像處理技術(shù)進(jìn)行了深入研究，主要內(nèi)容概括如下：
　　1.分析了OS LF BSAR系統(tǒng)特性，主要包括斜距歷程空變性、回波信號(hào)耦合性和空間分辨率特性，為后續(xù)研究奠定了理論基礎(chǔ)。結(jié)果表明，斜距歷程具有距離向和方位向空變性，且隨著信號(hào)中心頻率的降低而增大；回波信號(hào)具有很強(qiáng)的耦合性，且隨著信號(hào)中心頻率的降低而增大；空間分辨率與信號(hào)中心頻率和相對(duì)帶寬、運(yùn)動(dòng)站積累角和側(cè)視角等因素密切相關(guān)。
　　2．研究了OS LF BSAR

4、快速回波信號(hào)仿真。（1）針對(duì)線性軌跡OS LF BSAR，提出了基于等效散射體和快速傅立葉變換（Fast Fourier Transform，F(xiàn)FT）的快速回波信號(hào)仿真方法，該方法能快速產(chǎn)生高精度的OS LF BSAR回波信號(hào)。（2）針對(duì)非線性軌跡 OS LF BSAR，提出了基于等效散射體和非均勻 FFT（Nonuniform FFT，NUFFT）的快速回波信號(hào)仿真方法。該方法考慮了雷達(dá)運(yùn)動(dòng)誤差，能有效實(shí)現(xiàn)高效高精度的OS LF BS

5、AR回波信號(hào)仿真。
　　3．研究了OS LF BSAR快速時(shí)域成像處理。（1）針對(duì)線性軌跡OS LF BSAR，提出了基于橢圓極坐標(biāo)的雙站快速因式分解后向投影算法（Bistatic Fast Factorized Backprojection Algorithm，BFFBPA）。該方法在保持后向投影算法（Backprojection Algorithm，BPA）高精度的同時(shí)，能極大地提高成像效率。（2）針對(duì)非線性軌跡OS LF B

6、SAR，提出了結(jié)合運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)腂FFBPA。該方法考慮了雷達(dá)運(yùn)動(dòng)誤差，能有效實(shí)現(xiàn)高效高精度的OS LF BSAR成像處理。
　　4．研究了特殊構(gòu)型OS LF BSAR快速時(shí)域成像處理。（1）針對(duì)OS LF BCSAR系統(tǒng)，改進(jìn)基于橢圓極坐標(biāo)的BFFBPA，提出了適用于OS LF BCSAR成像處理的BFFBPA，該方法能有效實(shí)現(xiàn)高效高精度的OS LF BCSAR成像處理。（2）針對(duì)OS LF BFSAR系統(tǒng)，改進(jìn)基于極坐標(biāo)的BFFB