【摘要】：合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)作為遙感探測(cè)領(lǐng)域的重要技術(shù)之一,具備全天時(shí)、全天候?qū)δ繕?biāo)場(chǎng)景進(jìn)行二維高分辨率成像的能力,在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用價(jià)值。一方面,機(jī)載SAR成像的距離向超高分辨率通過發(fā)射大帶寬線性調(diào)頻信號(hào)實(shí)現(xiàn),傳統(tǒng)的基于步進(jìn)調(diào)頻信號(hào)的帶寬合成技術(shù)難以在超大帶寬信號(hào)合成的同時(shí)完全消除拼接誤差。另一方面,傳統(tǒng)條帶SAR由于天線尺寸的制約難以實(shí)現(xiàn)方位寬波束角,限制了其方位向分辨率的提升以及目標(biāo)多角度信息的提取。同時(shí),為了保證超高分辨率微型SAR成像的質(zhì)量與效率,需要改進(jìn)傳統(tǒng)自聚焦算法保證回波二維空變相位誤差的精確補(bǔ)償,并結(jié)合GPU與CUDA技術(shù)設(shè)計(jì)并行處理方案,保證數(shù)據(jù)的高效處理。基于上述難題,本文具體研究?jī)?nèi)容如下:1.從步進(jìn)調(diào)頻信號(hào)回波模型出發(fā),研究了基于組內(nèi)子脈沖運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膫鹘y(tǒng)時(shí)域及頻域帶寬合成方法,指出其難以完全消除拼接誤差的缺陷。為了對(duì)傳統(tǒng)方法難以消除的通道間斜距誤差完成精確補(bǔ)償,基于PFA和Omega-K算法研究了兩種直接帶寬合成處理方法,進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo)與說明。這兩種處理方法將通道間斜距誤差補(bǔ)償嵌入成像算法,完成了信號(hào)的無誤差拼接。最后利用相位梯度自聚焦技術(shù)解決了實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中存在的子帶內(nèi)與子帶間幅相誤差問題,并給出了詳細(xì)處理流程。2.針對(duì)條帶SAR受天線尺寸制約難以實(shí)現(xiàn)方位寬波束角的難題,提出了一種基于波束掃描的寬波束條帶SAR成像方案。首先通過相控陣波束掃描、波位脈沖選擇與合成實(shí)現(xiàn)條帶模式寬角成像,進(jìn)而推導(dǎo)了雷達(dá)參數(shù)與波位數(shù)目之間的依賴關(guān)系,然后討論了利用合成孔徑均分策略獲取多方位角SAR圖像的方法。基于后向投影算法(BPA)的點(diǎn)目標(biāo)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方案不僅能夠提升條帶SAR的方位分辨率,而且能夠有效獲取目標(biāo)的多角度散射信息。3.針對(duì)超高分辨率微型SAR成像,分析推導(dǎo)了基于解線性調(diào)頻信號(hào)的Omega-K算法成像原理。同時(shí)為應(yīng)對(duì)微型SAR系統(tǒng)大機(jī)動(dòng)平臺(tái)帶來的運(yùn)動(dòng)誤差問題,討論了運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù),并研究了一種基于距離向分塊的PGA-MD算法,能夠有效校正微型SAR隨距離方位兩維空變的相位誤差。最后基于微型SAR實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的完整算法流程設(shè)計(jì)了相應(yīng)的GPU并行處理方案,該方案能以優(yōu)異的加速效率獲取高質(zhì)量的高分辨率微型SAR圖像。
【圖文】：

CPU和GPU內(nèi)部晶體管的使用

圖 2.1 步進(jìn)調(diào)頻信號(hào)回波模型 2.1 給出了步進(jìn)調(diào)頻信號(hào)的時(shí)頻關(guān)系，每個(gè)脈沖串的 N 個(gè)子脈沖載頻步進(jìn)，，循環(huán)隔為PRI=1 PRF(PRF 為脈沖重復(fù)頻率)。對(duì)場(chǎng)景中的任一點(diǎn)目標(biāo)，總發(fā)射脈沖串對(duì)應(yīng)第 m( m 1,2 M 1)組脈沖串中的第 n( n 1,2,..., N 1)個(gè)子脈沖回波表達(dá) 2 2 2mn mn mnR t R t R t
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN957.52

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2678268