基于近空間平臺的高分辨率寬測繪帶SAR成像算法研究.pdf

1、合成孔徑雷達(SAR，Synthetic Aperture Radar)能夠全天候長時間的對同一地區(qū)進行遠距離的監(jiān)測。合成孔徑雷達的一個重要研究方向為高分辨率寬測繪帶。寬測繪帶能夠在短時間內(nèi)實現(xiàn)全球的監(jiān)測或者對某個特定的區(qū)域進行重復監(jiān)測。常規(guī) SAR的最小天線面積限制使得距離向?qū)挏y繪帶與方位向高分辨率成為一對矛盾。傳統(tǒng)的SAR是單發(fā)單收(SISO，Single Input Single Output)系統(tǒng)，因此可通過增加等效相位中心的數(shù)

2、目來減小系統(tǒng)所需的脈沖重復頻率(PRF， Pulse Repetition Frequency)，從而緩解這一矛盾。隨著波束賦型和信號處理的發(fā)展，目前已有較多的文獻探討了單發(fā)多收(SIMO，Single Input Multiple Output)SAR系統(tǒng)，更甚之有多發(fā)多收(MIMO，Multiple Input Multiple Output)SAR系統(tǒng)。本文討論了近空間平臺為實現(xiàn)高分辨率和寬測繪帶所具有的優(yōu)勢，并與機載/星載平臺進

3、行了比較。近空間是指距地面20km到100km的空域，這一空域既不屬于航天的范疇，也不屬于航空的范疇。較之機載/星載飛行器，近空間飛行器具有高性價比、高機動性、強生存能力，以及能夠長時間滯留同一位置等優(yōu)勢。
　　本文基于近空間平臺建立了SAR系統(tǒng)，首先介紹了SCAN SAR成像算法。對其進行了工作原理的描述，系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計以及回波模型建立，最后基于SPECAN算法進行了成像仿真。為解決可變的方位向采樣間隔導致輸出圖像出現(xiàn)的扇形畸變，

4、本文給出了一種能夠很好解決扇形失真的改進SPECAN算法。SCAN SAR雖能實現(xiàn)寬測繪帶，但其代價為犧牲方位向分辨率。基于SCAN SAR進行距離向掃描獲得寬測繪帶的啟發(fā)，文中提出了一種距離向多孔徑接收SAR算法。并詳細描述了它的工作原理、回波模型建立以及系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計，最后基于 CS算法給出了成像仿真結(jié)果。該算法通過增加距離向等效相位中心的數(shù)目來減小系統(tǒng)所需的PRF。由于接收信號中包含有各個子測繪帶中目標點相對于各子孔徑的相位信息，該