机载SAR实时成像处理算法的研究

论文摘要

合成孔径雷达最大的优点就是可以全天候，全天时的对目标进行监测，无论在军事还是在民用中都有着广范的应用。高分辨率机载SAR成像的实时化和实用化同样有着非常重要的意义。 论文分析了高分辨率下距离徙动对自聚焦的影响，在RD算法的基础上提出了一种基于距离门限制的频移相关自聚焦方法。该方法减小了距离徙动对自聚焦的影响，降低了计算量，提高了估计精度，仿真和实际数据均验证了该算法的有效性，适合实时成像。 论文通过对大量高分辨率机载SAR雷达回波数据的处理，总结了影响PGA精度和迭代次数的主要因素，将PGA算法、SACGS算法与RD算法结合，提出了一种不需迭代的实时PGA方法。该方法降低了对运动初始参数精度的要求，同时采用特殊的线性调频信号判别准则，进一步提高了实时PGA方法的估计精度。 论文提出了一种简单快速的大斜视角的实时成像方案。通过对斜视SAR特点的分析，在不影响成像效果的前提下，解决了斜视中的实时拼图、方位聚集深度以及方位频谱倾斜所造成的频谱混叠问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 合成孔径雷达简介
• 1.2 实时成像技术的发展
• 1.3 论文的主要创新点和意义
• 第二章 高分辨率下几种成像算法的比较
• 2.1 引言
• 2.2 合成孔径雷达方位分辨率的分析
• 2.2.1 一般天线的方位分辨率
• 2.2.2 阵列天线的方位分辨率
• 2.2.3 合成孔径雷达方位分辨率
• 2.3 几种成像算法的分析
• 2.3.1 RD算法
• 2.3.2 CS算法
• 2.3.3 波数域算法
• 2.4 高分辨率实时成像处理算法的选择
• 2.4.1 距离分辨单元内的多普勒历程
• 2.4.2 仿真结果
• 2.5 本章小节
• 第三章 高分辨率实时成像的频移相关距离门算法
• 3.1 引言
• 3.2 高分辨率下距离徙动对成像的影响
• 3.3 针对距离徙动校正的SACGS自聚焦算法
• 3.3.1 频移相关法基本原理
• 3.3.2 距离徙动对频移相关法的影响
• 3.3.3 应用SAC算法的新策略
• 3.3.4 SACGS的精度分析
• 3.3.5 实际数据的处理结果
• 3.4 QSACGS自聚焦算法
• 3.5 距离徙动校正的实现
• 3.6 本章小结
• 第四章 高分辨率实时PGA的实现
• 4.1 引言
• 4.2 实时运动补偿的简介
• 4.3 实时PGA方法研究
• 4.3.1 简介
• 4.3.2 PGA算法简介
• 4.3.3 组合的实时PGA方法
• 4.3.3.1组合实时PGA方法
• 4.3.3.2实时PGA中点目标的选取
• 4.3.3.3 条带SAR相位误差的拼接问题
• 4.3.3.4 计算量分析
• 4.3.3.5 实际数据的处理
• 4.4 本章小结
• 第五章 大斜视角的实时成像算法研究
• 5.1 引言
• 5.2 斜视SAR回波模型
• 5.3 几种典型的斜视SAR成像方法
• 5.3.1 斜视RD算法
• 5.3.2 斜视CS算法
• 5.3.3 斜视波数域算法
• 5.3.4 四阶传递函数算法与子孔径算法
• 5.4 实时的大斜视角SAR算法
• 5.4.1 斜视二维频普的分析
• 5.4.2 斜视中的自聚焦
• 5.4.3 实时拼图的问题
• 5.4.4 大斜视角的实时SAR成像算法
• 5.4.5 仿真结果
• 5.5 本章小节
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 作者攻读博士期间发表的论文
• 致谢