多通道調頻連續(xù)波SAR成像技術研究.pdf

1、調頻連續(xù)波合成孔徑雷達（FMCW SAR）是微型SAR的主要發(fā)展方向，其雷達系統(tǒng)具有較低的系統(tǒng)復雜度，所以在體積和重量上很有優(yōu)勢，同時其成本和功耗也相對較低。但前沿應用不僅僅要求FMCW SAR系統(tǒng)單項指標的突破，還要求其同時滿足高分辨率、寬測繪帶、遠作用距離以及低截獲概率等現(xiàn)代雷達的復合需求。然而，對于FMCW SAR系統(tǒng)來說寬測繪帶和高分辨率是相互制約的，其系統(tǒng)存在的收發(fā)隔離問題，也嚴重限制了其作用距離。多輸入多輸出（MIMO）雷達

2、為解決以上問題提供了可能，其采用較少的陣元就能獲得與單發(fā)多收S AR相同的空間采樣率，既滿足了高分辨率和寬測繪帶的需求，又保留了FMCW SAR在小型化上的優(yōu)勢，并且其分置的收發(fā)天線大大減少了連續(xù)波收發(fā)信號隔離問題對發(fā)射功率的制約，對雷達系統(tǒng)整體性能的提升很有幫助。
　　本文將MIMO技術引入FMCW SAR。首先對 FMCW SAR單通道和偏置相位中心多波束（DPC-MAB）多通道信號模型進行了闡述，在此基礎上完成了調頻連續(xù)波多

3、輸入多輸出合成孔徑雷達（FMCW MIMO SAR）的信號建模。通過分析信號模型之間的關系得出，信號處理時通過對回波進行一系列處理，F(xiàn)MCW MIMO SAR回波信號最終可以轉化成多個一發(fā)多收的DPC-MAB信號處理過程。
　　使用MIMO技術的同時也帶來了方位向非均勻采樣問題。方位向非均勻采樣嚴重影響成像質量，必須通過重構非均勻采樣信號來去除影響。針對方位向非均勻采樣問題，本文首先分析比較了常用方位向非均勻采樣信號重構算法的性能

4、，然后對幾種常用算法的計算效率進行了定性分析，并對濾波器組算法在相位中心重合時的重構性能進行了仿真，發(fā)現(xiàn)其此時無法準確重構信號，并結合成像算法說明了其對成像質量的影響。
　　接著提出了一種基于分數階傅立葉變換的信號重構方法，克服了時域重構算法計算量大以及濾波器組算法在相位中心重合時失效的缺點，改善了成像質量。并結合FMCW MIMO SAR信號模型和基本的距離多普勒成像算法，通過對點目標進行成像實驗，驗證了算法的性能。