多通道調(diào)頻連續(xù)波SAR成像技術(shù)研究.pdf

1、調(diào)頻連續(xù)波合成孔徑雷達(dá)（FMCW SAR）是微型SAR的主要發(fā)展方向，其雷達(dá)系統(tǒng)具有較低的系統(tǒng)復(fù)雜度，所以在體積和重量上很有優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其成本和功耗也相對(duì)較低。但前沿應(yīng)用不僅僅要求FMCW SAR系統(tǒng)單項(xiàng)指標(biāo)的突破，還要求其同時(shí)滿足高分辨率、寬測(cè)繪帶、遠(yuǎn)作用距離以及低截獲概率等現(xiàn)代雷達(dá)的復(fù)合需求。然而，對(duì)于FMCW SAR系統(tǒng)來說寬測(cè)繪帶和高分辨率是相互制約的，其系統(tǒng)存在的收發(fā)隔離問題，也嚴(yán)重限制了其作用距離。多輸入多輸出（MIMO）雷達(dá)

2、為解決以上問題提供了可能，其采用較少的陣元就能獲得與單發(fā)多收S AR相同的空間采樣率，既滿足了高分辨率和寬測(cè)繪帶的需求，又保留了FMCW SAR在小型化上的優(yōu)勢(shì)，并且其分置的收發(fā)天線大大減少了連續(xù)波收發(fā)信號(hào)隔離問題對(duì)發(fā)射功率的制約，對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)整體性能的提升很有幫助。
　　本文將MIMO技術(shù)引入FMCW SAR。首先對(duì) FMCW SAR單通道和偏置相位中心多波束（DPC-MAB）多通道信號(hào)模型進(jìn)行了闡述，在此基礎(chǔ)上完成了調(diào)頻連續(xù)波多

3、輸入多輸出合成孔徑雷達(dá)（FMCW MIMO SAR）的信號(hào)建模。通過分析信號(hào)模型之間的關(guān)系得出，信號(hào)處理時(shí)通過對(duì)回波進(jìn)行一系列處理，F(xiàn)MCW MIMO SAR回波信號(hào)最終可以轉(zhuǎn)化成多個(gè)一發(fā)多收的DPC-MAB信號(hào)處理過程。
　　使用MIMO技術(shù)的同時(shí)也帶來了方位向非均勻采樣問題。方位向非均勻采樣嚴(yán)重影響成像質(zhì)量，必須通過重構(gòu)非均勻采樣信號(hào)來去除影響。針對(duì)方位向非均勻采樣問題，本文首先分析比較了常用方位向非均勻采樣信號(hào)重構(gòu)算法的性能

4、，然后對(duì)幾種常用算法的計(jì)算效率進(jìn)行了定性分析，并對(duì)濾波器組算法在相位中心重合時(shí)的重構(gòu)性能進(jìn)行了仿真，發(fā)現(xiàn)其此時(shí)無法準(zhǔn)確重構(gòu)信號(hào)，并結(jié)合成像算法說明了其對(duì)成像質(zhì)量的影響。
　　接著提出了一種基于分?jǐn)?shù)階傅立葉變換的信號(hào)重構(gòu)方法，克服了時(shí)域重構(gòu)算法計(jì)算量大以及濾波器組算法在相位中心重合時(shí)失效的缺點(diǎn)，改善了成像質(zhì)量。并結(jié)合FMCW MIMO SAR信號(hào)模型和基本的距離多普勒成像算法，通過對(duì)點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行成像實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了算法的性能。