调频连续波SAR距离_多普勒成像算法研究

SAR数字成像算法

SAR Digital Imaging Algorithms 主要汇报内容： 一、SAR 的工作原理 二、主要成像算法简介 汇报人：张彦飞（博士生） 导师：关键（教授） 2005年5月14日

一、SAR 的工作原理 1 感性认识 正侧视条带(stripmap) SAR 的空间几何关系（正视图）

正侧视条带SAR 的空间几何关系（后视图） SAR 的天线位置与点目标的几何关系 SAR的天线为什么要侧视工作？技术上可以提高距离向在地面上的分辨率； 战术上可以在远距离上实施对战场的侦察。

SAR天线侧视的作用 从不同角度对SAR的工作原理的理解（1）从阵列天线上看 实孔径ULA阵列天线

一个小孔径的天线在直线上移动形成的合成阵列天线可以等效于上面的实孔径ULA 阵列天线 但是两者还有以下的重要区别： SAR 与实孔径阵列雷达的区别： 实孔径雷达 目标在远区场（夫琅和费区）； R p >2D 2/λ 平面波 单程相移 SAR 目标在近区场（菲涅尔区）； R p <2L 2S /λ 球面波 双程相移 0/,s D L R θλθ==, 例如：X 波段，波长 3cm ，D=2m ，R 0=20公里，得到：合成孔径长度L S =300米，2D 2/λ=267米，2L 2S /λ=6000公里。 见下图 实孔径阵列天线 合成阵天线 （2） 从匹配滤波上看 频域上：匹配滤波器-------相位校正网络--------移相（延时）和相加

SAR 的聚焦过程与匹配虑波作用的类比 匹配虑波作用：对信号进行 ：相位校正（同相）和同相相加 （3） 从相关接收看 ：时域处理，与频域上的匹配滤波等价。匹配滤波器的输出就是输入信号 的自相关函数。 （4） 从脉冲压缩上看：对线调频信号，‘压缩’滤波器就是‘匹配’滤波器。 （5） 从多普勒效应上看。 对时间（距离）的分辨可以转化为对频率的分辨（因为：SAR 回波 的平方相位的线性调频特性使时间（距离）和频率二者有线性关系。） SAR 的近似简化物理模型： 雷达在一个位置发射并在同一位置接收，然后跳到下个位置发射和接收。如此继续下去。这种近似对每次发、收显然是合理的。因为在一次发、收中可以不计多普勒频移，即认为发、收位置重合。这种近似对若干次发、收一起考虑也是允许的。因为实际雷达天线在发、收之间的位移是很小的(小于方位分辨单元宽度)。这里只不过是把距离随时间的连续变化用小阶梯变化近似而已。 SAR 系统的两种时间： SAR 的点目标回波信号为： 2222 ()()22(,)Re{([1])exp[([1])]}22a a r c v s X v s X R R s s t K t j t c R c R μω--=-+-+ 这样就有两种时间概念： （1）“快”时间（距离时间）： t

SAR距离徙动

距离徙动及RCMC 1. RD 算法中的RCMC 设接收回波信号为 ()()()()2 242,,exp exp f x n r n ss x y a x R f j R x j K R x c c πτπτλ?? ????????=-?--???? ?????????????? 其中，( )c R x =则回波信号在距离多普勒域的表达式为 ()()()31/22 2222,,224exp exp 14n x x f x x f x n R f Ss f y C a R f c f jb R f j R c v λτπλτ λ?? =-- ? ?????????? ??? ?'?---???? ???? ??????????? 其中， ()1/2 22 2 14c f x x R R f f v λ??- ??? ， 32 22 2 1814r r n x x K b K R f f v πλλ'=- - ??- ??? 则距离匹配滤波压缩后的表达式为 ()()()31/22222,,224sin exp 14n x x f x x f x n R f Ss f y C a R f c f c c B R f j R c v λτπλπτ λ?? =-- ? ???????? ??? ??---???? ???? ????????? 峰值位于

()1/22222214c f x x R R f c c f v τλ==??- ??? 可以看出 ()f x R f 随多普勒频率发生变化，距离Rc 上的目标在方位频率fx 处相 对孔径中心处的偏移为 ()()1/2 22214c f x f x c c x R R f R f R R f v λ?=-= -?? - ??? （*） 由公式（*）可知，由于存在徙动项，在距离压缩后，距离压缩峰值随方位向采样点位置的变化而发生位移，即距离徙动。如果不加以校正而直接进行方位向脉冲压缩，则会影响方位向聚焦性能。 其时间移位为： ()()2 22;4x x c c r t f r f V f ??≈ 峰值位置移动的距离门数为： ()222 4x c s c r I f V f T ??=

多普勒技术参数

技术参数 1、主要技术规格及系统概述： *1.1、≥19英寸高分辨、高亮度、无闪烁、彩色液晶监视器，自由臂，可任意旋转抬升，操作面板具有独立的液晶触摸屏。 1.2、全数字化超声平台，全数字多路波束形成器，可变孔径及动态变迹A/D 16bit。 1.3、数字化二维灰阶成像单元及M型显像单元。 1.4、数字化彩色多普勒单元, 方向性彩色多普勒能量图。 1.5、数字化频谱多普勒显示及分析技术(包含实时自动包络频谱测量与分析)。 1.6、组织谐波成像技术、造影谐波成像技术。 1.7、自适应图像处理技术，自动优化整幅图像,提高组织界面和边界回声，支持二维，彩色和多普勒。 1.8、脉冲编码群发射接收技术，根据不同检查深度，均衡发射脉冲频率，提高穿透性。 1.9、智能图像斑点噪声抑制技术。 1.10、智能图像扫描技术,作用于2D及Doppler,单键操作, 可自动调节增益,标尺等参数。 *1.11、实时多声束空间复合成像技术，作用于探头发射及接收，多角度可调，可结合多种成像模式使用于高频及腹部探头。 1.12、高密度血流显示，提高小血管彩色空间分辨率。 *1.13、组织多普勒成像技术组件（具有多种成像模式）。解剖M型技术组件（具有独立三线360度任意调节），可应用于心脏和腹部探头。 1.14、梯形扩展成像技术。 1.15、二维声束偏转技术-改变超声声束的偏转方向。 1.16、宽景成像技术，包括灰阶和彩色能量图，配备缩放功能和测量计算。 1.17、胎儿重量指数评估。 1.18、具备3D/4D成像技术，实时立体3D扫描，并具备自由臂3D,静态3D功能。 *1.19、多种三维显示模式，包括： 表面成像模式（多平面成像、4D实时成像）； 骨骼成像模式； 感兴趣区域立体正交成像（轮廓成像、解剖成像）； 透明成像模式（最大模式、最小模式） 1.20、曲线取样成像技术，曲线或直线切割3D平面。 1.21、对3D/4D图像具有“魔术剪”功能，可随意切除3D组织或伪像。 1.22、容积对比成像技术，对容积数据进行多切面采集和处理，有效地的抑制噪音，极大提高A、C平面的对比分辨率。所有容积探头均支持此技术。 1.23、正交断层成像技术：用于3D/4D的容积数据，能实时同屏显示至少5个相互交叉平面的图像，交叉角度可实时任意调节，观察感兴趣区的空间位置和内部结构，适合产前系统筛查、疑难病例会诊和科研教学。 1.24、平行断层成像技术：可实时多幅平行断层的超声图像，每个断层间隔≤0.5mm。 1.25、自动轮廓识别技术成像，可对任意形状体积进行显示计算分析。 1.26、组织弹性成像技术，根据不同组织弹性差别，完成彩色编码成像，并可以多种成像模式显示，具备实时纠错反馈功能。 1.27、数据连通可有多种选择：大容量内置硬盘存储、多USB接口输出、DVD光盘刻录、BLUETOOTH 蓝牙连接输出、无线传输和有线网络DICOM数据传输等。 2、二维成像主要参数： 2.1、二维成像灰阶≥256

SAR成像与成像算法

SAR 成像 1 合成孔径雷达（SAR ） 1.1 SAR 简介 合成孔径雷达(SAR)是一种可以全天候、全天时工作的高分辨率成像雷达。它利用天线和目标之间相对运动而形成等效合成孔径，解决了雷达设计中高分辨率与大尺寸天线和短工作波长之间的矛盾，在遥感和国防中潜在着极大的应用价值。 星载SAR 一般工作在正侧视状态,但在特殊应用中，也会工作在斜视状态。图1给出了星载SAR 正侧视模式的空间几何关系。飞行路径在地面上的投影(地面轨迹)方向称为方位方向，而与其垂直的方向称为距离方向。距离向使用脉冲压缩技术实现高分辨率；方位向利用多普勒效应,经过相干处理得到高分辨率。 图1 SAR 的几何关系 1.2 SAR 信号模型： SAR 信号可以分为距离向信号和方位向信号。 首先考虑SAR 距离向信号。SAR 距离像脉冲可表示为: ()()20()cos 2r r s rect f K T τ τπτπτ=+ (1.2.1)

其中，r T 为脉冲持续时间，r K 为距离向昧冲的调频率，0f 为中心频率， τ以脉神中心为参考原点。 任一照射时刻的反射能量脉冲波形和照射区域内地面反射系数r g 的卷积，如下所示: ()()()r r s g s τττ=? (1.2.2) 考察距雷达0R 处的一个目标点，其后向散射系数0σ的幅度为A ，则式(1.2.2)中的()02r g A R c δτ=-，其中c 为光速，02R c 为该点的信号延时。所以可知，该点目标的接收信号为: ()()()( ) 2 00002( )cos 222r r r R c s Arect f R c K R c T ττπτπτφ-=-+-+(1.2. 3) 其中，φ表示地表散射过程可能引起的首达信号相位改变。 现在考虑方位向信号。由于大多数SAR 天线在方位面内没有加权，其单程方向图可以 近似为一个sin c 函数: ()0.886sin a bw P c θ θβ?? ≈ ??? (1.2.4) 其中θ为斜距平面内测得的与视线的夹角，bw β方位向波束宽度 0.886a L θλ，a L 为方位向天线长度。由于雷达能量的双程传播过程，接收信号的强度由式(1.2.4)平方给出，并且可以表示成方位时间η的函数: ()()()2a a w P ηθη= (1.2.5) 其中方位时间与θ的关系是() sin V R η θη=- 。 所以，点目标的接收信号可以写成:

距离多普勒成像算法分析

距离多普勒成像算法分析 距离多普勒(Range-Doppler, RD)算法是SAR成像处理中最直观，最基本的经典方法，目前在许多模式的SAR，尤其是正侧视SAR的成像处理中仍然广为使用，它可以理解为时域相关算法的演变。 一、距离迁移 距离迁移是合成孔径雷达成像中的一个重要问题，产生的原因是SAR载机 与照相目标间的相对运动。随着载机的运动，对地面某一静止的目标来说，其与雷达载机间的距离不断变化，如图1。而雷达将距离量化为距离门，随着载机运动，同一点目标在雷达接收机中位于不同的距离门，即随着载机平台的移动，目 标与雷达间的距离变化超过一个距离单元时，目标的回波就分散于相邻的几个距离门内。 方侍向方向 ~— ------------------------------ ------------------ -- ? ■■ra\T" " M * ** ■ ■ ■ MM■ i 虚…一 -------------- — 齐” .. . 产. -- ---------------------- --- 忙…--一------------ - ---- -- ----- 1 ................. .... .......................................................................................................................................... .. 图1雷达与点目标距离变化 、处理方法 距离迁移的存在使方位向处理成为一个二维处理，即使回波信号在距离向和 方位向上产生耦合。成像处理的基本思想是将二维处理分解为两个级联的一维处理。距离向直接将接受到的回波信号进行脉冲压缩即可，但在方位向处理，由于距离迁移现象

超声多普勒成像原理

超声多普勒成像原理 当声发射源与声接收器有相对运动时，接收器所接收到的声波频率与发射频率有所不同，这一现象称为多普勒效应。超声多普勒法成像就是应用超声波的多普勒效应，从体外得到人体运动脏器的信息，进行处理和显示。现已普遍用于血流、心脏和产科等方面的检查。超声血流测量仪、起声胎心检测仪、超声血管显像仪以及超声血压计、超声血流速度剖面测试仪等多种仪器在临床上广为应用。 超声波对血管内流动的红血球接收散射，根据多普勒效应，即反射频率于 ，由下式给出：发射频率之间将产生偏移即多普勒频移f d f =2v f0cosθ/C d 式中v为红血球的运动速度，C为超声波的速度。由公式可以看出，与血流 就可求得v。 速度成正比，若检出f d 超声多普勒法分连续多普勒和脉冲多普勒。前者的缺点是没有距离分辨能力，在射线方向上的所有多普勒信号总是重叠在一起；后者具有距离分辨能力，能够捡出某特定深度的多普勒信号，可用于清洁箱内部和大血管血流信号的检测。但由于采用脉冲波，受重复频率产生的重叠幻像的影响，测定深部高速血流具有一定的困难。

现在的超声多普勒成像装置大多采用与B超相结合的方法，在B超上一边设立多普勒取样，一边捡出血流信息。多普勒波束是与B超超声波束一起发射的。由同一探头接收放大，经延迟线和加法器后，进入混频电路和低通滤波器进行相位检波，然后通过取样状态设定电路和带通滤波器取出特定深度的多普勒信号，并将从心脏壁和血管壁来的运动滞后的低频多普勒信号滤除。取出的多普勒信号一路可以送到扬声器进行监听，一路可以经过A/D转换送到频谱分析器进行快速傅里叶变换(FFT)，通过变换后便可得到多普勒频谱。以横轴表示时间，纵轴表示多普勒频移（速度），各个多普勒频率强度（功率）用辉度显示。由于FFT变换频谱范围宽，可以判断是紊流还是层流。最后，经D/A变换后与B型、M型图像一起显示。 彩色多普勒成像装置

(完整word版)各种SAR成像算法总结

各种SAR成像算法总结 1SAR成像原理 SAR成像处理的目的是要得到目标区域散射系数的二维分布，它是一个二维相关处理过程，通常可以分成距离向处理和方位向处理两个部分。在处理过程中，各算法的区别在于如何定义雷达与目标的距离模型以及如何解决距离－方位耦合问题，这些问题直接导致了各种算法在成像质量和运算量方面的差异。 一般来说，忽略多普勒频移所引起的距离向相位变化，距离向处理变为一维的移不变过程且相关核已知，即退化为一般的脉冲压缩处理；同时将雷达与目标的距离按2阶Taylor展开并忽略高次项，则方位向处理也是一个一维的移不变过程，并退化为一般的脉冲压缩处理，这就是经典的距离多普勒（Range-Doppler RD）算法的实质。 若考虑多普勒频移对距离向相位的影响，同时精确的建立雷达与目标的距离模型，则不论距离向处理还是方位向处理都变为二维的移变相关过程。线性调频尺度变换（Chirp-Scaling CS）算法即在此基础之上将二维数据变换到频域，利用Chirp Scaling原理及频域的相位校正方法，对二维数据进行距离徙动校正处理、距离向及方位向的聚焦处理，最终完成二维成像处理。 当方位向数据积累延迟小于全孔径时间（即方位向为子孔径数据）的情况下，方位向处理必须使用去斜（dechirp）处理及频谱分析的方法。在RD和CS算法的基础之上，采用dechirp处理及频谱分析的方法完成方位向处理的算法分别称为频谱分析（SPECAN）算法和扩展CS（Extended Chirp Scaling ECS）算法。 1.1 SAR成像原理 本节以基本的正侧视条带工作模式为例，对SAR的成像原理进行分析和讨论。 正侧视条带SAR的空间几何关系如下图所示。图中，αoβ平面为地平面，oγ

距离多普勒成像算法分析

距离多普勒成像算法分析 距离多普勒（Range-Doppler，RD）算法是SAR成像处理中最直观，最基本的经典方法，目前在许多模式的SAR，尤其是正侧视SAR的成像处理中仍然广为使用，它可以理解为时域相关算法的演变。 一、距离迁移 距离迁移是合成孔径雷达成像中的一个重要问题，产生的原因是SAR载机与照相目标间的相对运动。随着载机的运动，对地面某一静止的目标来说，其与雷达载机间的距离不断变化，如图1。而雷达将距离量化为距离门，随着载机运动，同一点目标在雷达接收机中位于不同的距离门，即随着载机平台的移动，目标与雷达间的距离变化超过一个距离单元时，目标的回波就分散于相邻的几个距离门内。

图1 雷达与点目标距离变化 二、处理方法 距离迁移的存在使方位向处理成为一个二维处理，即使回波信号在距离向和方位向上产生耦合。成像处理的基本思想是将二维处理分解为两个级联的一维处理。距离向直接将接受到的回波信号进行脉冲压缩即可，但在方位向处理，由于距离迁移现象的存在，是同一点目标回波位于不同的距离门内，不能直接进行压缩处理。 图2表示对某点目标回波进行距离压缩向后，方位向压缩前的图像，可以看出不同方位向的信号是按照距离迁移曲线排列的。 图2 点目标一维距离向压缩后图像 为了使方位向也可以进行压缩处理，距离压缩后的图像应进行距离迁移校正，将距离压缩后的信号压缩为图3所示。

最后再进行方位向压缩，处理后如图4，得到一个点目标。 图4 方位向压缩后图像

以下对距离迁移做理论分析。设合成孔径时间中点为0t t =，将雷达与目标的瞬时距离()r t 按泰勒公式展开，取前三项： 00''2 001()()()()()2 t t t t r t r t t t r t t t ==≈?-+ ?- 引起的回波相位变化为： 24() ()c t r t t ππφλ λ -??-= = 这个相位称为多普勒相位。它的一节导数为多普勒中心频率dc f ，二阶导数为多普勒调频率dr f ，故有： 0200()()()()2 4 dc t t f fdr r t r t t t t t λλ=≈?- -- - ()r t 与0()t t r t =?的差值是t 时刻相对与0t 时刻相对于0t 时刻的距离变化量，也就 是距离迁移量。上式右边的线性项称为距离走动，二次项称为距离弯曲，即距离迁移可以分解为距离走动和距离弯曲。 三、距离多普勒算法 距离多普勒算法（RD 算法）的基本思想是根据上述将二维处理分解为两个一维处理的级联形式，其特点是只考虑相位展开的一次项，将距离压缩后的数据沿方位向作FFT ，变换到距离多普勒域，然后完成距离迁移校正和方位向压缩。算法流程如图五：

基于包络插值的距离徙动补偿算法

随机过程建模作业 基于包络插值的距离徙动补偿算法 1、建模意义及解决方法 Chirp脉冲串是现代雷达中经常采用的一种发射信号形式。其工作原理是首先发射一串脉内频率线性调制的宽脉冲，在接收机中对来自目标的后向散射回波信号进行匹配压缩处理，得到一个具有Sinc包络的简单脉冲。由于压缩脉冲的等效时宽取决于信号的调频带宽，从而可以获得比发射脉冲高得多的距离分辨能力，同时，发射宽脉冲信号提供了雷达探测远距离目标所需的能量。实际上为了实现低信噪比下的可靠检测，还需要对压缩输出后的Sinc脉冲进行长时间的相参积累，一进一步提高信号检测所需的信噪比。但是对于高速运动目标而言，相对速度引起脉冲包络在不同的脉冲重复周期之间发生走动，短时间内这种走动不是很明显，但是如是长时间积累，这种走动的影响将使脉冲之间的采样幅度受到非均匀加权，结果导致相参积累性能大大下降。因此，要从根本上解决Sinc脉冲相参积累问题需要通过速度补偿来实现脉冲包络对齐。速度补偿的误差容限可以根据目标速度引起的包络走动与信噪比降低的关系来确定。在相对速度先验信息未知的情况下，本文提出通过对回波采样数据进行插值和移位处理来补偿包络走动然后进行积累检测的算法。 2、建模 无源雷达双基地结构示意图1所示。为发射源，为接收站，为基线距离。假设目标初始位置为，距发射源初始距离为，距接收站初始距离为，目标做匀速直线运动，速度为，t时刻运动至。为双基地角，表示目标运动方向。若基带信号为，时刻目标回波延时，其中： 为光速。回波信号模型为： 式（1）中，为回波信号，为载波频率，为回波信号幅度，为噪声。 由三角公式可得 (2) 将式（2）在处Taylor展开： （3）其中，、、为二次及以上项。为目标径向速度。由式（1）（3），忽略高次项可得

基于距离徙动轨迹的空间目标ISAR联合运动补偿算法

ISSN1004-9037，CODEN SCYCE4 Journal of Data Acquisition and Processing Vol.33，No.4，Jul.2018，pp.683－691 DOI：10.16337／j.1004-9037.2018.04.012 ?2018by Journal of Data Acquisition and Processing http：／／https://www.wendangku.net/doc/4d6787540.html, E-mail：sjcj＠https://www.wendangku.net/doc/4d6787540.html, Tel／Fax：＋86-025-******** 基于距离徙动轨迹的空间目标ＩＳＡＲ联合运动补偿算法 俞翔1，2朱岱寅2毛新华2 （1.南京工程学院计算机工程学院，南京，211167；2.南京航空航天大学电子信息工程学院，南京，210016） 摘要：针对空间高速运动目标的运动特征，分析目标距离徙动轨迹（Range migration trajectory，RM T）与等效运动模型，提出了一种基于距离徙动轨迹的联合运动补偿算法。该算法依据距离像全局熵值最小化原则，从RM T中估计出目标的平动参数，根据平动参数分别补偿距离像偏移并校正一维距离像畸变，从而实现对空间目标回波的距离对齐和脉内走动的联合平动补偿。仿真和实测数据处理结果表明该算法准确性较高，更重要的是，距离对齐步骤不会引入随机偏移误差和相位误差，这也是应用高分辨成像方法的前提条件。 关键词：逆合成孔径雷达；距离徙动轨迹；空间目标；联合运动补偿 中图分类号：TN957.52文献标志码：A ＩＳＡＲＪｏｉｎｔＭｏｔｉｏｎＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍＢａｓｅｄｏｎＲａｎｇｅＭｉｇｒａｔｉｏｎＴｒａｊｅｃｔｏｒｙｆｏｒＳｐａｃｅＴａｒｇｅｔ Yu Xiang1，2，Zhu Daiyin2，M ao Xinhua2 （1.Department of Computer Engineering，Nanjing Institute of Technology，Nanjing，211167，China；2.College of Electronic and Information Engineering，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing，210016，China） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Aiming at the motion features of high speed moving target in space，by analyzing the range mi-g ration trajectory（RM T）and the equivalent motion model of the target，a RM T-based joint motion com-p ensation algorithm is proposed in this paper.In the algorithm，the translational parameters of the target are estimated from RM T according to the global entropy minimization principle.Then the range profile offset is compensated and one dimensional range alignment distortion is corrected by using these transla-tional parameters，which can realize the joint motion compensation of range alignment and intra pulse moving for the space target echo.Simulational and experimental results show that the proposed algorithm has high accuracy.What’s more，ransom offset error and phase error cannot be introduced in the range alignment procedure，which is the precondition of high-resolution imaging method application. Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：inverse synthetic aperture radar（ISAR）；range migration trajectory；space target；j oint mo-tion compensation 基金项目：国家自然科学基金（61671240）资助项目；江苏省自然科学基金青年基金（BK20150730）资助项目；南京工程学院人才引进科研启动基金（YKJ201424）资助项目；江苏省产学研联合创新资金前瞻性研究（BY2014003-05）资助项目。 收稿日期：2016-10-04；修订日期：2017-02-23 万方数据

各种SAR成像算法总结教学内容

各种S A R成像算法总 结

各种SAR成像算法总结 1SAR成像原理 SAR成像处理的目的是要得到目标区域散射系数的二维分布，它是一个二维相关处理过程，通常可以分成距离向处理和方位向处理两个部分。在处理过程中，各算法的区别在于如何定义雷达与目标的距离模型以及如何解决距离－方位耦合问题，这些问题直接导致了各种算法在成像质量和运算量方面的差异。 一般来说，忽略多普勒频移所引起的距离向相位变化，距离向处理变为一维的移不变过程且相关核已知，即退化为一般的脉冲压缩处理；同时将雷达与目标的距离按2阶Taylor展开并忽略高次项，则方位向处理也是一个一维的移不变过程，并退化为一般的脉冲压缩处理，这就是经典的距离多普勒（Range-Doppler RD）算法的实质。 若考虑多普勒频移对距离向相位的影响，同时精确的建立雷达与目标的距离模型，则不论距离向处理还是方位向处理都变为二维的移变相关过程。线性调频尺度变换（Chirp-Scaling CS）算法即在此基础之上将二维数据变换到频域，利用Chirp Scaling原理及频域的相位校正方法，对二维数据进行距离徙动校正处理、距离向及方位向的聚焦处理，最终完成二维成像处理。 当方位向数据积累延迟小于全孔径时间（即方位向为子孔径数据）的情况下，方位向处理必须使用去斜（dechirp）处理及频谱分析的方法。在RD和CS 算法的基础之上，采用dechirp处理及频谱分析的方法完成方位向处理的算法分别称为频谱分析（SPECAN）算法和扩展CS（Extended Chirp Scaling ECS）算法。 1.1 SAR成像原理 本节以基本的正侧视条带工作模式为例，对SAR的成像原理进行分析和讨

一种调频连续波SAR的非线性距离-多普勒算法

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?１３９８?系统工程与电子技术第３２卷图５非线性误差校正前点目标的仿真成像结果 图６非线性误差校正后点目标的仿真成像结果 写 ＼ 瑙 馨 薯 １ 丑 鲁 ＼ 恻 馨 晕 １ 丑 图７点目标方位压缩结果 ４结束语 距离向／ｍ 图８点目标距离压缩结果 调频连续波ＳＡＲ是一种新体制的成像雷达，具有体积小、重量轻、成本低、分辨率高等特点，非常适合有效载荷受严格限制的小型无人机平台，受到各个国家越来越多的科研机构的关注，有着广阔的应用前景，而系统频率非线性误差是制约调频连续波ＳＡＲ应用的一个关键因素。本文通过理论推导和仿真实验，建立了存在频率非线性误差的调频连续波ＳＡＲ信号模型，分析了去调频接收模式下调频连续渡ＳＡＲ系统频率非线性误差对成像处理的影响。对去调频接收的调频连续波ＳＡＲ非线性误差的估计和校正进行了深入的研究，提出了针对频率非线性误差校正的调频连续波ＳＡＲ的距离一多普勒算法，该算法计算量小，处理精度高，适合实时成像处理，并通过实验仿真分析，验证了该算法的正确性和有效性，为轻小型调频连续波ＳＡＲ的实用化提供了参考依据。 参考文献： ［１３陆必应，粱甸农．调频线性度对线性调频信号性能影响分析［Ｊ］．’系统工程与电子技术，２００５，２７（８）：１３８４—１３８６．（ＬｕＢｉｙｉｎｇ，ＬｉａｎｇＤｉａｎｎｏｎｇ．ＥｅｆｆｅｃｔｓｏｆＦＭｌｉｎｅａｒｉｔｙｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＬＦＭｓｉｇｎａｌｓＥＪ］．ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２００５，２７（８）：１３８４—１３８６．） ［２］ＭｅｔａＡ，ＨｏｏｇｅｂｏｏｍＰ，Ｌｉｇ；ｈａｒｔＬＰ．ＳｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｆｏｒＦＭＣＷＳＡＲｆＪ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ｏｎＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓ— ｉｎｇ，２００７，４５（１１）：３５１９—３５３２． ［３］江志红，赵懿，皇甫堪，等．调频连续波ＳＡＲ的研究进展口］．现代雷达，２００８，３０（２）：２０—２４． ［４３耿淑敏，江志红，程翥，等．ＦＭ—ＣＷＳＡＲ距离一多普勒成像算法研究口］．电子与信息学报，２００７，２９（１０）；２３４６—２３４９． ［６３ＭｅｔａＡ，ＨｏｏｇｅｂｏｏｍＰ，ＬｉｇｈａｒｔＬＰ．ＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｉｎｄｕｃｅｄｂｙｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｍｏｔｉｏｎｉｎａｉｒｂｏｒｎｅＦＭＣＷＳＡＲＥＣ］｝｝ＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＲａｄａｒＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２００６：２４—２７． ［６３曲文长，王颖，苏峰，等．ＬＦＭＣＷＳＡＲ非线性校正成像方法研究ＥＪ］．中国电子科学研究院学报，２００９，４（Ｉ）：５０：５３． ［７３ＭｅｔａＡ，ＨｏｏｇｅｂｏｏｍＰ，ＬｉｇｈａｒｔＬＰ．Ｎｏｎ－ｌｉｎｅａｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｅａｌ—ｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒ ＦＭＣＷＳＡＲｄａｔａＥＣ］｛｝ＥｕｒｏｐｅａｎＲａｄａｒＣｏｎ一厅ｒ８ｎｃｅ，２００６；９—１２． ［８３杨蒿，蔡竟业．线性调频连续波合成孔径雷达成像算法［Ｊ］．信息与电子工程，２００８，６（３）：１６７—１７１． ［９］梁毅，王虹现，邢孟道，等．调频连续波ｓＡＲ信号分析与成像研究口］．电子与信息学报，２００８，３０（５）：１０１７—１０２１． ［１０］张军。毛二可．线性调频连续波ＳＡＲ成像处理研究［Ｊ］．现代雷达。２００５，２７（４）１４２—４５． ［１１３万永伦．姒强，汪学刚．超宽带线性调频信号线性度的测量方法［Ｊ］．电子测量与仪器学报，２００７，２１（４）：５５—５８． ［１２３矫伟。梁兴东，丁赤飚．基于内定标信号的合成孔径雷达系统幅相误差的提取和校正［刀．电子与信息学报，２００５，２７（１２）； １８８３—１８８６． ［１３１姚迪，龙腾．合成孔径雷达实时距离徙动校正算法研究［Ｊ］．系统工程与电子技术［Ｊ］．２００６，２８（８）：１１２８—１１３０．（ＹａｏＤｉ。 ＬｏｎｇＴｅｎｇ．ＳｔｕｄｙｏｎＳＡＲｒｅａｌ—ｔｉｍｅｒａｎｇｍｉｇｒａｔｉｏｎｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ［Ｊ］．ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２００６，２８（８）：１１２８—１１３０．） ［１４］ＥｄｒｉｃｈＭＵｌｔｒａ－ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｐｅｒｔｕｒｅｒａｄａｒｂａｓｅｄＯｉｌａ３５ＧＨｚＦＭＣＷｓｅｎｆｏｒＣｏｎｃｅｐｔａｎｄｏｎｌｉｎｅｒａｗｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ［Ｊ］． １ＥＥＲａｄａｒ，ＳｏｎａｒａｎｄＮａｖｉｇａｔｉｏｎ，２００６，１５３（２）：１２９—１３４． ［１５］ＭｅｔａＡ，ＨｏｏｇｅｂｏｏｍＰ．ＨｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎａｉｒｂｏｒｎｅＦＭ—ＣＷ ＳＡＲ ｔｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｓｐｅｃｔｓ［Ｃ］｜｝ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＧｅｏ—ｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇＳｙｍｐｏｓｉｕｍ，Ｔｏｕｌｏｕｓｅ，Ｆｒａｎｃｅ，２００３：４０７４—４０７６． ［１６３ｄｅＷｉｔＪＪＭ，ＭｅｔａＡ，ＨｏｏｇｅｂｏｏｍＰ．Ｍｏｄｉｆｉｅｄｒａｎｇｅ－ｄｏｐｐｌｅｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｆｏｒＦＭ－ＣＷｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｐｅｒｔｕｒｅｒａｄａｒ［Ｊ］．ＩＥＥＥＧｅｏ—ｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＲｅｍｏｔｅ ＳｅｎｓｉｎｇＬｅｔｔｅｒｓ。２００６，３（Ｉ）：８３—８７．万方数据