星機(jī)雙基地SAR頻域成像理論與方法研究.pdf

1、星機(jī)雙基地合成孔徑雷達(dá)(Spacebome/Airborne Hybrid Bistatic SAR,SA-BSAR)系統(tǒng)是以低軌道雷達(dá)衛(wèi)星作為發(fā)射平臺、飛機(jī)作為接收平臺的雙基地SAR系統(tǒng)。與傳統(tǒng)單基地SAR、星載/機(jī)載雙基地SAR相比，SA-BSAR收、發(fā)平臺間運(yùn)動速度、空間位置差異大，系統(tǒng)的幾何結(jié)構(gòu)、平臺間的相對位置關(guān)系隨時間變化顯著，傳統(tǒng)成像理論及成像方法難以適用。本文研究了SA-BSAR成像機(jī)理及高分辨率成像算法的相關(guān)理論和關(guān)鍵

2、技術(shù)，主要研究工作包括:
　　 1、建立、完善了SA-BSAR成像理論基礎(chǔ)。從SA-BSAR系統(tǒng)收、發(fā)平臺間空間特性、運(yùn)動特性差異顯著的特點(diǎn)出發(fā)，建立具有方位空變特性的SA-BSAR系統(tǒng)成像理論模型和參數(shù)關(guān)系、研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對成像參數(shù)特性的影響，從而為研究成像機(jī)理與算法、分析系統(tǒng)成像性能、優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)等奠定理論基礎(chǔ)。
　　 2、提出了一種建立SA-BSAR二維頻域模型的方法。針對現(xiàn)有方位空變BSAR系統(tǒng)頻譜求解方法用于

3、建立SA-BSAR系統(tǒng)二維頻域模型時所存在的不足，提出一種SA-BSAR系統(tǒng)二維頻譜求解方法-Air-Phase法，并采用該方法建立了SA-BSAR系統(tǒng)二維頻域模型，為研究SA-BSAR高分辨率頻域成像機(jī)理和成像算法奠定了基礎(chǔ)。該方法簡潔、精確，適用于平臺間運(yùn)動速度、空間位置差異顯著的SA-BSAR，且該方法并未對系統(tǒng)平臺斜視角等做限制，適用范圍廣。
　　 3、構(gòu)建了SA-BSAR二維空變距離單元徙動頻域模型。針對SA-BSAR

4、系統(tǒng)異構(gòu)性導(dǎo)致其回波信號距離單元徙動存在顯著距離、方位二維空變的問題，根據(jù)SA-BSAR系統(tǒng)二維頻域模型，分別在二維頻域、距離-多普勒域建立了空變距離單元徙動模型，進(jìn)而揭示了SA-BSAR頻域高分辨率成像的機(jī)理，為構(gòu)建SA-BSAR高分辨率成像算法提供了重要的理論依據(jù)。
　　 4、提出了兩種SA-BSAR小場景頻域成像算法。對于成像場景范圍較小的情況，分別基于空變距離單元徙動的二維頻域一階模型、空變距離單元徙動的距離-多普勒域一

5、階模型，提出利用尺度逆傅里葉變換、Chirp Scaling兩種實(shí)現(xiàn)二維空變距離單元徙動補(bǔ)償?shù)姆椒?，從而?gòu)建了兩種頻域成像算法。這兩種算法均可實(shí)現(xiàn)小場景目標(biāo)的高分辨率成像，無需插值，且運(yùn)算量遠(yuǎn)小于時域成像算法。
　　 5、提出了一種SA-BSAR大場景頻域成像算法。對于成像場景范圍較大的情況，基于空變距離單元徙動的二維頻域二階模型，提出利用變尺度逆傅里葉變換結(jié)合場景分區(qū)的方法共同實(shí)現(xiàn)二維空變距離單元徙動補(bǔ)償，并構(gòu)建了相應(yīng)的頻域成