本文關(guān)鍵詞： 調(diào)頻連續(xù)波 合成孔徑雷達(dá) 信號(hào)分析 距離多普勒算法 頻率變標(biāo)算法 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 極化分解 基于模型　出處：《中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：合成孔徑雷達(dá)(SAR)是一種高分辨雷達(dá),在距離向它利用脈沖壓縮技術(shù)得到高分辨率,在方位向利用孔徑合成技術(shù)得到高分辨率,從而得到目標(biāo)的高分辨率圖像。和光學(xué)成像相比,SAR能夠全天時(shí)全天候地進(jìn)行對(duì)地觀測(cè),不受黑夜、云霧等自然條件影響,而且在特定頻率下能夠穿透地表和植被獲取地表下的信息,因而在地質(zhì)探測(cè)、地形測(cè)繪等民用領(lǐng)域和目標(biāo)識(shí)別、戰(zhàn)場(chǎng)偵查等軍事領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景SAR技術(shù)與調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)技術(shù)相結(jié)合為發(fā)展體積小、成本低的高分辨率合成孔徑雷達(dá)提供了條件。高度小型化的FMCW SAR非常適合有效載荷受嚴(yán)格限制的小型平臺(tái)的需要,在軍民許多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景,因此受到各個(gè)國(guó)家越來(lái)越多的關(guān)注。但由于FMCW SAR連續(xù)發(fā)射調(diào)頻信號(hào),與脈沖SAR相比,發(fā)射信號(hào)時(shí)長(zhǎng)較長(zhǎng),較長(zhǎng)的信號(hào)時(shí)長(zhǎng)惡化了接收信號(hào)的畸變,雷達(dá)平臺(tái)在信號(hào)發(fā)射期間的運(yùn)動(dòng)不能被忽略,而傳統(tǒng)的成像方式是基于“停走停”模式的假設(shè)(不考慮信號(hào)發(fā)射期間平臺(tái)與目標(biāo)之間的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的斜距變化)推導(dǎo)的,從而造成了兩者在回波模型,成像處理等方面有所不同。因此,傳統(tǒng)脈沖體制下的成像算法不能直接運(yùn)用于FMCW SAR中,必須結(jié)合FMCW SAR回波信號(hào)的特點(diǎn)對(duì)其加以改進(jìn)�；贔MCW SAR成像處理與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),本論文主要完成以下工作。一、分析了FMCW SAR回波信號(hào)特點(diǎn)與Dechirp處理對(duì)回波信號(hào)的影響;詳細(xì)分析了FMCW SAR與脈沖SAR回波信號(hào)模型的區(qū)別,分析了FMCW SAR回波的瞬時(shí)頻譜,并對(duì)FMCW SAR回波進(jìn)行了建模;分析了脈內(nèi)多普勒畸變對(duì)距離向信號(hào)的影響并分析其影響是否可被忽略并指出了“停走�！奔僭O(shè)成立的條件;通過(guò)仿真FMCW SAR回波對(duì)分析進(jìn)行了驗(yàn)證。二、對(duì)傳統(tǒng)脈沖SAR成像算法進(jìn)行改進(jìn)使其適用于FMCW SAR。在脈沖SAR成像算法中,距離多普勒(RD)算法與線性調(diào)頻變標(biāo)(CS)算法是最常用的兩種算法,然而這兩種算法都沒有考慮在信號(hào)發(fā)射期間雷達(dá)的連續(xù)運(yùn)動(dòng)所引起的與目標(biāo)間的瞬時(shí)斜距的變化,這種特征必然導(dǎo)致對(duì)接收信號(hào)的多普勒畸變,使得在距離向產(chǎn)生附加的偏移,如果不加以校正必然導(dǎo)致距離和方位展寬或偏移,不能很好保持系統(tǒng)分辨率,本文第三章對(duì)RD算法進(jìn)行了改進(jìn)。其次,CS算法通過(guò)相位相乘將不同斜距處目標(biāo)的距離徙動(dòng)軌跡變的相同然后通過(guò)一致距離徙動(dòng)校正解決了距離徙動(dòng)隨斜距而改變的問(wèn)題,提高了成像精度的同時(shí)也提高了運(yùn)算效率,但CS算法要求回波信號(hào)在距離向具有線性調(diào)頻特征,所以也不適用于FMCW SAR,而頻率變標(biāo)(FS)算法原理與CS算法類似,通過(guò)相位相乘消除了距離徙動(dòng)隨斜距的變化,適用于以去調(diào)頻方式接收的FMCW SAR。但傳統(tǒng)FS算法忽略了脈內(nèi)雷達(dá)的連續(xù)運(yùn)動(dòng),從而影響了最終的成像質(zhì)量,第四章對(duì)傳統(tǒng)FS算法進(jìn)行改進(jìn)使其適用于FMCW SAR。三、研究FMCW SAR全極化成像處理問(wèn)題。極化測(cè)量是SAR系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要方向,對(duì)極化信息的獲取、描述與處理的研究是FMCW SAR成像發(fā)展的重要方向。本文首先對(duì)極化信息處理的基礎(chǔ)理論進(jìn)行了闡述,重點(diǎn)針對(duì)極化分解理論進(jìn)行了研究,描述了常用的相干分解與非相干分解方法,分析與比較了這些分解算法的特點(diǎn)。由于基于模型的分解與實(shí)際地物散射特征相對(duì)應(yīng),分解結(jié)果更直觀易懂,所以成為國(guó)內(nèi)外極化成像的重點(diǎn)研究方向之一。本文對(duì)于基于模型的分解算法進(jìn)行了深入的研究,分析指出了現(xiàn)有基于模型的分解方法存在的不足,對(duì)此提出了自適應(yīng)的基于模型的分解算法并采用優(yōu)化措施使得分解更符合實(shí)際地物特征,并通過(guò)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證分析的準(zhǔn)確性。四、完成了FMCW SAR系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),并進(jìn)行了校飛試驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。系統(tǒng)采用收發(fā)天線分置方式以提高收發(fā)隔離度,天線采用透鏡喇叭方式以進(jìn)一步降低系統(tǒng)重量以及減小天線尺寸,實(shí)際校飛結(jié)果驗(yàn)證了系統(tǒng)可行性。論文最后對(duì)全文工作進(jìn)行了總結(jié)與展望,總結(jié)了對(duì)于FMCW SAR成像與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在論文中已經(jīng)解決的問(wèn)題,也指出了下一步仍然需要解決的問(wèn)題。
[Abstract]:Synthetic Aperture Radar ( SAR ) is a kind of high resolution radar . The high resolution is obtained by using pulse compression technique in the range of distance . In this paper , the basic theory of polarimetric information processing is analyzed and compared with CS algorithm .

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN957.52

【參考文獻(xiàn)】

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3 江志紅;調(diào)頻連續(xù)波SAR實(shí)時(shí)成像算法研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

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5 王文光;極化SAR信息處理技術(shù)研究[D];北京航空航天大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：1505208