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无人机载多普勒分集前视合成孔径雷达成像方法

孟智超 卢景月 谢朋飞 张磊 王虹现

引用本文: 孟智超, 卢景月, 谢朋飞, 张磊, 王虹现. 无人机载多普勒分集前视合成孔径雷达成像方法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(12): 2852-2858. doi: 10.11999/JEIT190096 shu
Citation:  Zhichao MENG, Jinyue LU, Pengfei XIE, Lei ZHANG, Hongxian WANG. Imaging Technology of Doppler Diversity Forward-looking SAR Imaging for Unmanned Aerial Vehicle[J]. Journal of Electronics and Information Technology, 2019, 41(12): 2852-2858. doi: 10.11999/JEIT190096 shu

无人机载多普勒分集前视合成孔径雷达成像方法

    作者简介: 孟智超: 男,1997年生,博士生,研究方向为合成孔径雷达成像与抗干扰;
    卢景月: 男,1994年生,博士生,研究方向为合成孔径雷达成像;
    谢朋飞: 男,1992年生,硕士生,研究方向为合成孔径雷达成像;
    张磊: 男,1984年生,副教授,研究方向为合成孔径雷达成像,目标识别;
    王虹现: 男,1979年生,副教授,研究方向为雷达信号处理
    通讯作者: 张磊,leizhang@xidian.edu.cn
  • 基金项目: 国家自然科学基金(61771372, 61771367),上海市自然科学基金(16ZR1434900)

摘要: 前视合成孔径雷达(SAR)成像存在多普勒左右模糊的问题,需要利用空域资源进行解模糊处理。限于无人机(UAV)的载重与尺寸,接收阵列通常较小,解多普勒模糊的空域波束形成能力不足。此外,前视SAR回波方位多普勒梯度小、带宽窄,使得接收带宽未被充分利用。基于以上问题,该文提出多普勒分集前视SAR成像方法。该算法在前视SAR成像技术的基础上,利用多普勒分集MIMO技术,将多普勒窄带前视回波调制于不同多普勒中心以达到充分利用多普勒接收带宽的目的。进而,可获得一个数倍于真实接收阵列孔径的虚拟接收阵列,极大地扩展了接收通道,有效地改善了前视SAR成像解多普勒左右模糊的性能。

English

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  • 图 1  前视SAR成像几何模型

    图 2  前视SAR回波多普勒谱

    图 3  3发3收数据接收与等效虚拟通道示意图

    图 4  某一接收通道回波多普勒域数据分布

    图 5  MIMO前视SAR信号处理流程

    图 6  回波距离多普勒域

    图 7  多普勒解调与多普勒滤波

    图 8  成像结果

    图 9  点目标解模糊结果对比

    表 1  仿真参数设置

    参数数值参数数值
    载频35 GHz脉冲重复频率9 kHz
    信号带宽50 MHz波束方位宽度20°
    脉冲宽度0.5 μs波束俯仰宽度22°
    采样带宽60 MHz场景中心斜距Rs8 km
    平台高度4000 m阵列实孔径长度0.0642 m
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  • 通讯作者:  张磊, leizhang@xidian.edu.cn
  • 收稿日期:  2019-02-17
  • 录用日期:  2019-08-31
  • 网络出版日期:  2019-09-04
  • 刊出日期:  2019-12-01
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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