高精度内定标方案和内定标信号处理技术

论文摘要

随着国民经济发展和国防安全的需要，合成孔径雷达图像应用已经成为SAR技术中的一个重要领域。合成孔径雷达图像是对被测地面目标的电磁散射特性的映射，映射包含了雷达信号在大气中传播的影响、雷达发射和接收部件的影响、成像处理系统中各项误差的影响。辐射定标的过程就是确定各种误差对雷达图像的综合影响的过程，然后再根据定标的数据在图像数据中对这些影响进行补偿，建立SAR图像与地物的雷达散射截面积之间的定量关系。内定标是辐射定标的重要组成部分，通过内定标可以确定SAR系统增益的相对变化，消除系统增益变化对图像灰度的影响，提高SAR图像灰度的准确度。本文重点研究高精度SAR内定标技术，研究一种基于“变型电桥”原理的内定标器高精度增益稳定方案，研究这种方案的设计思想与实现方法，研究和验证这种设计方案的可行性。最后，通过实验，证明这种方案可以在较宽的温度范围，控制内定标器增益的不稳定度≤0.2dB。高精度SAR内定标的最终目的，是用内定标数据，经过信号处理，得到SAR系统总增益的改变量；再用总增益的改变量对SAR图像数据进行校正，提高SAR图像灰度的精度。本文介绍了内定标信号的处理方法，以及如何应用处理结果对图像灰度进行校正，提高图像质量。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 合成孔径雷达简介
• 1.2 课题研究背景和意义
• 1.3 本文开展的工作
• 第二章 辐射定标与内定标
• 2.1 星载SAR系统辐射定标
• 2.1.1 星载SAR系统辐射误差源
• 2.1.2 雷达方程
• 2.1.3 星载SAR系统辐射定标方法
• 2.2 集中馈电SAR内定标技术
• 2.2.1 集中馈电SAR内定标回路
• 2.2.2 内定标算法
• 第三章 高精度SAR内定标器方案设计
• 3.1 引言
• 3.2 现有的SAR延迟内定标方案
• 3.2.1 光路增益控制方案
• 3.2.2 查表法增益控制方案
• 3.2.3 闭环自动增益控制方案
• 3.3 基于“变型电桥”原理的SAR内定标器增益控制方案
• 3.3.1 电桥电路
• 3.3.2 基于“变型电桥”原理的增益控制方案
• 3.3.3 基于“变型电桥”原理的SAR内定标器自动增益控制电路框图
• 3.3.4 基于“变型电桥”原理的SAR内定标器传递函数
• 第四章 高精度SAR内定标器系统设计
• 4.1 定向耦合器设计
• 4.1.1 定向耦合器原理概述
• 4.1.2 定向耦合器的主要技术指标
• 4.1.3 定向耦合器设计方案的选择
• 4.1.4 定向耦合器仿真设计
• 4.2 微波检波器设计
• 4.2.1 微波检波二极管等效电路
• 4.2.2 检波器类型
• 4.2.3 检波器传递特性
• 4.2.4 检波器方案选择与仿真设计
• 4.2.5 PCB版图设计
• 4.2.6 性能测试
• 4.3 运放放大器电路设计
• 4.4 AD转换芯片的选型与控制
• 4.5 FPGA硬件设计
• 4.5.1 FPGA简介
• 4.5.2 FPGA器件选型
• 4.5.3 配置电路的设计
• 4.6 FPGA软件设计
• 4.6.1 FPGA的软件设计原理
• 4.6.2 FPGA功能模块设计
• 4.7 “变型电桥原理”SAR内定标器自动增益控制总体框图
• 4.8 系统测试
• 第五章 内定标信号数据处理
• 5.1 内定标信号统计
• 5.2 RD成像算法
• 5.2.1 R-D成像算法的处理流程
• 5.2.2 机载SAR实际数据成像处理
• 5.3 SAR图像灰度数据校正
• 5.3.1 SAR图像灰度数据校正方法
• 5.3.2 校正前后图像数据对比
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢