【摘要】：雙基星載合成孔徑雷達(SAR)利用雙平臺接收以及聯(lián)合處理回波信號,在測繪、干涉測量、目標識別、自然災害監(jiān)測等領域有重要的應用價值。為了進一步提升該體制的成像性能,該文提出一種采用空時編碼和短偏移正交波形的雙基星載多發(fā)多收合成孔徑雷達系統(tǒng)(MIMO SAR)�；诮邮斩说臄底植ㄊ纬杉夹g,該系統(tǒng)能夠有效分離提取不同波形回波數據,獲取更多空間自由度,從而同時具備雙基體制和MIMO體制的優(yōu)勢。此外,通過對獲取的不同波形圖像數據做波束形成處理,該系統(tǒng)能夠減輕2次散射干擾回波對SAR圖像的影響。仿真實驗驗證了該系統(tǒng)方案的有效性。
【圖文】：

tstsT*D÷÷÷÷èò(t+Dt)dt=0,"Dt。這意味著在時間間隔pT/2內，兩波形之間的互相關積分為零，保持相互正交。如果地面場景對應的時間范圍小于半個脈沖寬度，不同波形對應的接收回波將保持相互正交，距離向脈沖壓縮結果將在時域上相互分離。但是通常星載SAR照射的地面場景遠大于半個脈沖寬度對應的范圍，因此可以利用多波束DBF技術將整個場景的回波在角度域進行分割，確保提取的回波的角度范圍受限于pT/2對應的角度范圍。2.2雙基星載MIMOSAR的發(fā)射信號模型雙基星載MIMOSAR系統(tǒng)的幾何模型如圖1所示。MIMOSAR1和MIMOSAR2分別發(fā)射信號照射相同地面場景，在遠場條件下，假設場景中的任意點目標到兩個衛(wèi)星平臺的距離滿足：圖1雙基星載MIMOSAR幾何模型21TxcRR-Lsin(q-q)(3)其中，()()221E0EEE0R=R+H+R-2RR+Hcos(g),()E0EsinarcsinRHRqgq+÷=+÷÷÷è。1R和2R分別為目標到MIMOSAR1和MIMOSAR2的距離，TxL為兩個平臺之間的基線，q為目標的下視角，cq為天線法線的下視角，ER為地球半徑，0H表示MIMOSAR1的軌道高度。為了滿足式(3)的近似關系，需要確保場景中任意目標到MIMOSAR2的距離與該近似值之差不超過rr/2，即()1TxcR-Lsinq-q()221Tx1Txcr-R+L-2RLsinq-qr/2，其中rr表示距離向分辨率。由于衛(wèi)星平臺之間的基線通常很大，由式(3)可知兩個SAR系統(tǒng)接收同一目標回波會存在時間差，因此空時編碼波形是雙基MIMOSAR體制的適合發(fā)射波形。考慮每個MIMOSAR系統(tǒng)的天線尺寸相對于回波雙程路徑非常小，同一目標回波到達天線俯仰向各子孔徑的時間差遠小于距離向時間分辨

ㄐ?的距離向脈沖壓縮結果相互分離，分別提取后，基于短偏移正交性可將兩個系統(tǒng)的STSO波形分離，最終獲得4個波形的回波數據。3雙基星載MIMOSAR的回波模型和處理流程如圖1所示，MIMOSAR1接收到的點目標回波信號1r(t)由兩部分組成：MIMOSAR1照射點目標的回波11r(t)和MIMOSAR2照射點目標的回波21r(t)。去載頻處理后，回波模型可表示為11121r(t)=r(t)+r(t)(4)1112way11b1b24()()()expj22()RtARRststccqsqlqp÷=-÷è÷÷÷-÷+-÷÷÷èèèrv(5)圖2MIMOSAR天線結構示意圖()()()Txc212way10d1Txcb1d1Txcb2d2sin()()()expj4expjexpj22sin2sin()()LtARfTRLstTcRLstTcqqqsqllqqqqqp-÷=÷÷÷èp÷--p÷èé--÷ê--÷÷ê÷èê--ù÷+--ú÷÷úèrv(6)其中，00v(q)=[exp(j(1-n)y)exp(j(n-n)y)Trce0e2sin()exp(j())],=1,2,,,=hNnnNqqyylp--。v(q)表示與接收端DBF密切相關的導向矢量，0n表示俯仰向子孔徑的參考通道數，rh表示天線子孔徑高度，2wayA(q)表示由雙程方向圖引起的幅度變化，s(q)表示目標的后向散射系數，c表示光速。根據2.2節(jié)的分析，采用DBF技術提取角度范圍小于pT/2對應的地面場景回波，得到的處理結果為H11r(t)=wr(t)，其中w表示eN′1的加權矢量。由于在實際情況中，，形成如同理想矩形窗的窄波束來提取回波是不可實現(xiàn)的，因此需要利用最優(yōu)陣列處理的算法來進行逼近處理，例如采用Dolph-Chebychev合成技術[19]。圖4是根據表1參數計算得到的Dolph-Chebychev方向圖，其中?

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本文編號：2586434