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单激励三维SAR实验系统及成像技术研究

作　者: 廖可非
导　师: 张晓玲
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 单激励三维SAR 信号处理 系统方案设计 误差分析与校正
分类号: TN958
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 44次
引　用: 1次
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内容摘要


阵列三维合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)成像系统是一种新体制SAR系统。该系统是利用切航迹放置的阵列天线与平台直线运动相结合,合成虚拟面阵天线,以获得沿航迹和切航迹向的二维高分辨,并结合脉冲压缩技术获得距离向高分辨的三维合成孔径雷达成像系统。借鉴稀疏阵列的概念,在每个脉冲重复周期内只接收一个通道的数据时的阵列三维SAR又称为单激励三维SAR。本文基于单激励三维SAR成像系统的特点,主要进行了单激励三维SAR信号模型和分辨率分析、成像算法研究、实验系统和方案设计、实测数据处理和实验误差的分析等方面的工作,主要内容为:1.从单激励三维SAR的系统结构着手,推导了单激励三维SAR的信号模型,并对其三维的理论分辨率进行了分析;对典型稀疏阵列天线相位中心轨迹的成像进行仿真;研究了适用于单激励三维SAR成像处理的三维BP成像算法。2.从工程实现的角度出发,提出了基于二维运动平台的单激励三维SAR实验系统设计方案,降低了原理验证系统的实现难度。3.设计了单激励三维SAR实验方案,从验证实验平台的可靠性开始,到对已知简单目标的成像实验,最后到复杂目标的成像实验,以验证单激励三维SAR系统原理的正确性和系统的可行性。4.阐述了单激励三维SAR的实验数据处理流程;展示了单激励三维SAR实验的一些主要成像结果,证实了单激励三维SAR系统的三维成像可行性;总结了单激励三维SAR实验数据处理中遇到的一些主要问题。5.分析了阵列三维SAR实验系统在实验中出现的三种对成像影响较大的误差——启动同步误差、速度误差与倾角误差,并提出了基于相位分析和基于强点能量的两种误差校正方法,利用实测数据验证了这两种方法的有效性。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-15
  1.1 研究背景及意义  10-11
  1.2 国内外研究概况及动态  11-14
    1.2.1 国外三维 SAR 研究概况及动态  11-13
    1.2.2 国内三维 SAR 研究概况及动态  13-14
  1.3 本文的结构安排  14-15
第二章 单激励三维SAR 基本理论  15-26
  2.1 引言  15
  2.2 单激励三维 SAR 成像基本理论  15-19
    2.2.1 信号模型  15-17
    2.2.2 分辨率分析  17-19
  2.3 典型天线相位中心轨迹模糊函数  19-22
    2.3.1 三角型周期函数的沿－切航向平面模糊函数  19-20
    2.3.2 正弦型周期函数的沿－切航向平面模糊函数  20-22
  2.4 单激励三维SAR 成像算法  22-25
  2.5 本章小结  25-26
第三章 单激励三维SAR 实验系统设计  26-34
  3.1 引言  26
  3.2 单激励三维SAR 实验系统设计  26-30
  3.3 单激励三维SAR 实验方案设计  30-33
    3.3.1 系统验证实验  30-31
    3.3.2 简单目标成像实验  31-32
    3.3.3 复杂目标成像实验  32-33
  3.4 本章小结  33-34
第四章 单激励三维SAR 实验数据处理  34-61
  4.1 引言  34
  4.2 实验数据处理流程  34-40
    4.2.1 原始回波数据分割、拼接、采样与距离压缩  35-37
    4.2.2 时频分析与误差补偿  37-38
    4.2.3 成像处理与结果展示  38-40
  4.3 数据处理结果分析  40-50
    4.3.1 简单目标成像结果及分析  40-43
    4.3.2 复杂目标成像结果及分析  43-50
  4.4 关键问题  50-60
    4.4.1 栅瓣问题  50-54
    4.4.2 角反射器对回波的倒向问题  54-57
    4.4.3 数据出现丢包和跑出周期外问题  57-59
    4.4.4 直达波与目标回波能量强弱的影响  59-60
  4.6 本章小结  60-61
第五章 单激励三维SAR 实验系统误差分析  61-76
  5.1 引言  61
  5.2 三种主要实验误差  61-64
    5.2.1 启动同步误差  62-63
    5.2.2 速度误差  63
    5.2.3 倾角误差  63-64
  5.3 基于相位分析的误差校正方法  64-71
    5.3.1 基于相位分析的误差校正方法流程  64-71
    5.3.2 实测数据分析  71
  5.4 基于强点能量的误差校正方法  71-75
    5.4.1 基于强点能量的误差校正方法流程  72-73
    5.4.2 实测数据分析  73-75
  5.5 本章小结  75-76
第六章 总结与展望  76-78
致谢  78-79
参考文献  79-84
攻读硕士期间取得的研究成果  84-85
个人简历  85-86

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达：按体制分
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