基于近空間平臺(tái)的高分辨率寬測(cè)繪帶SAR成像算法研究.pdf

1、合成孔徑雷達(dá)(SAR，Synthetic Aperture Radar)能夠全天候長(zhǎng)時(shí)間的對(duì)同一地區(qū)進(jìn)行遠(yuǎn)距離的監(jiān)測(cè)。合成孔徑雷達(dá)的一個(gè)重要研究方向?yàn)楦叻直媛蕦挏y(cè)繪帶。寬測(cè)繪帶能夠在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)全球的監(jiān)測(cè)或者對(duì)某個(gè)特定的區(qū)域進(jìn)行重復(fù)監(jiān)測(cè)。常規(guī) SAR的最小天線面積限制使得距離向?qū)挏y(cè)繪帶與方位向高分辨率成為一對(duì)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(guò)增加等效相位中心的數(shù)

2、目來(lái)減小系統(tǒng)所需的脈沖重復(fù)頻率(PRF， Pulse Repetition Frequency)，從而緩解這一矛盾。隨著波束賦型和信號(hào)處理的發(fā)展，目前已有較多的文獻(xiàn)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(tái)為實(shí)現(xiàn)高分辨率和寬測(cè)繪帶所具有的優(yōu)勢(shì)，并與機(jī)載/星載平臺(tái)進(jìn)

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(jī)載/星載飛行器，近空間飛行器具有高性價(jià)比、高機(jī)動(dòng)性、強(qiáng)生存能力，以及能夠長(zhǎng)時(shí)間滯留同一位置等優(yōu)勢(shì)。
　　本文基于近空間平臺(tái)建立了SAR系統(tǒng)，首先介紹了SCAN SAR成像算法。對(duì)其進(jìn)行了工作原理的描述，系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)以及回波模型建立，最后基于SPECAN算法進(jìn)行了成像仿真。為解決可變的方位向采樣間隔導(dǎo)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(jìn)SPECAN算法。SCAN SAR雖能實(shí)現(xiàn)寬測(cè)繪帶，但其代價(jià)為犧牲方位向分辨率?；赟CAN SAR進(jìn)行距離向掃描獲得寬測(cè)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(xì)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(jì)，最后基于 CS算法給出了成像仿真結(jié)果。該算法通過(guò)增加距離向等效相位中心的數(shù)目來(lái)減小系統(tǒng)所需的PRF。由于接收信號(hào)中包含有各個(gè)子測(cè)繪帶中目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)于各子孔徑的相位信息，該