滑動聚束星載合成孔徑雷達回波建模與成像研究.pdf

1、星載合成孔徑雷達是以衛(wèi)星為平臺的。衛(wèi)星沿著軌道運動，雷達以一定的頻率發(fā)射接收脈沖信號，這就相當(dāng)于天線順序地從一個陣元位置移到下一個陣元位置，在空間形成一個“虛”的長孔徑。最近，西方發(fā)達國家成功研制了星載合成孔徑雷達系統(tǒng)，并且已經(jīng)用于軍事裝備。目前，最常用的星載合成孔徑雷達的工作模式是條帶模式和聚束模式。條帶模式可以進行大面積成像，但其分辨率受到限制，聚束模式可以達到很高的分辨率，但是其成像范圍卻非常有限。本文描述和分析了了滑動聚束模式，

2、它可以通過控制天線輻照區(qū)在地面移動的速度來控制方位向的分辨率，其成像的面積要比聚束模式大，并且其分辨率可以高于相同尺寸天線的條帶模式的分辨率，從而在高分辨率和大面積成像上做出很好的權(quán)衡。本文在星載滑動聚束模式成像機理的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了點目標(biāo)回波方程，分析了其分辨率與測繪帶寬，然后簡要介紹了聚束模式、條帶模式，進而對滑動聚束、聚束和條帶三種模式的分辨率和測繪帶寬進行了比較，歸納出了它們之間的關(guān)系，并說明了滑動聚束模式的優(yōu)勢。在回波建模中，本

3、文根據(jù)滑動聚束模型的點目標(biāo)方程，確立參考坐標(biāo)系，再由軌道參數(shù)，建立軌道模型，進而推導(dǎo)出星載條件下衛(wèi)星與目標(biāo)點的中心斜距和任一時刻的斜距計算方法，并加入了地球旋轉(zhuǎn)和衛(wèi)星偏航的因素，修正了衛(wèi)星速度、中心斜距和斜視角，使得回波模型更加貼近實際情況。在對Chirp Scaling (CS)，非線性CS和頻率Scaling三種成像算法適用范圍和特點進行分析比較的基礎(chǔ)上，本文提出了改進的算法：用相位四次項完成距離向壓縮的問題，滿足大面積且高分辨率滑

4、動聚束模式成像的要求；采用對方位向壓縮的方法，避免了脈沖重復(fù)頻率過高，使成像算法更能適用于實際情況。在結(jié)果仿真時，本文還引入了系統(tǒng)模糊度計算來推導(dǎo)脈沖重復(fù)頻率，避免脈沖重復(fù)頻率過高，另外推導(dǎo)了脈沖重復(fù)頻率的上下限，使得仿真的結(jié)果可靠且穩(wěn)定。最后，本文對于正側(cè)視以及加入地球自轉(zhuǎn)和衛(wèi)星偏航的情況進行仿真，驗證回波模型和成像算法的正確性。針對不同斜視角情況下采用不加窗或者加窗的操作，以驗證成像算法在較大斜視角下的可靠性和穩(wěn)定性。大量的實驗結(jié)果