高级搜索

前视多通道合成孔径雷达解模糊成像方法

卢景月 张磊 王冠勇

引用本文: 卢景月, 张磊, 王冠勇. 前视多通道合成孔径雷达解模糊成像方法[J]. 电子与信息学报, 2018, 40(12): 2820-2825. doi: 10.11999/JEIT180177 shu
Citation:  Jingyue LU, Lei ZHANG, Guanyong WANG. Ambiguity Resolving and Imaging Algorithm for Multi-channel Forward-looking Synthetic Aperture Radar[J]. Journal of Electronics and Information Technology, 2018, 40(12): 2820-2825. doi: 10.11999/JEIT180177 shu

前视多通道合成孔径雷达解模糊成像方法

    作者简介: 卢景月: 男,1994年生,博士生,研究方向为合成孔径雷达成像;
    张磊: 男,1984年生,副教授,主要研究方向为合成孔径雷达成像、目标识别;
    王冠勇: 男,1989年生,工程师,主要研究方向为合成孔径雷达成像
    通讯作者: 张磊,775807665@qq.com
  • 基金项目: 国家自然科学基金(61771372, 61771367)

摘要: 传统合成孔径雷达方位向分辨率仅由合成孔径提供,但在正前视区域多普勒分集有限,成像性能迅速下降且前视成像也存在固有的左右多普勒模糊问题。针对上述问题该文讨论前视多通道合成孔径雷达系统模型,提出一种理想直线航迹下空域零点约束自适应波束形成的成像方法,有效综合阵列实孔径和合成孔径提高正前视区域的成像质量,利用有限阵列空域自由度实现左右多普勒解模糊。首先对回波数据大前斜成像处理,得到左右模糊的图像,然后进行波束形成,将各通道图像加权并且相干累加,实现左右多普勒解模糊以及方位分辨率增强。仿真实验表明空域零点约束自适应波束形成的成像方法可对前视场景进行高分辨成像。

English

    1. [1]

      WU Xiaoli and WANG Weiwei. The burst mode of geosynchronous Synthetic Aperture Radar[C]. IEEE 5th Asia-Pacific Conference on Synthetic Aperture Radar, Piscataway, USA, 2015: 200–203.

    2. [2]

      LI Caipin and HE Mingyi. A novel attitude steering strategy for GEO SAR staring Imaging[C]. IEEE China Summit and International Conference on Signal and Information Processing, Piscataway, USA, 2015: 630–634.

    3. [3]

      RODRIGUEZ M, PRATS P, SCHULZE D, et al. First bistatic spaceborne SAR experiments with TanDEM-X[J]. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 2012, 9(1): 33–37.

    4. [4]

      INGO W, THOMAS E, and JENS K, et al. Potential and limitations of forward-looking bistatic SAR[C]. IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, Piscataway, USA, 2010: 216–219.

    5. [5]

      孟自强, 李亚超, 邢孟道, 等. 基于斜距等效的弹载双基前视SAR相位空变校正方法[J]. 电子与信息学报, 2016, 38(3): 613–621 doi: 10.11999/JEIT150782
      MENG Ziqiang, LI Yachao, XING Mengdao, et al. Phase space-variance correction method for missile-borne bistatic forward-looking sar based on equivalent range equation[J]. Journal of Electronics&Information Technology, 2016, 38(3): 613–621 doi: 10.11999/JEIT150782

    6. [6]

      REN Xiaozhen, SUN Jiantao, YANG Ruliang, et al. A new three-dimensional imaging algorithm for airborne forward-looking SAR[J]. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 2011, 8(1): 153–157 doi: 10.1109/LGRS.2010.2055035

    7. [7]

      SUTOR T, BUCKREUSS S, KRIEGER G, et al. Sector imaging radar for enhanced vision: theory and applications[C]. European Conference on Synthetic Aperture Radar, Munich, Germany, 2000: 357–359.

    8. [8]

      包敏, 周鹏, 史林, 等. 双天线前视弹载SAR解模糊算法研究[J]. 电子与信息学报, 2013, 35(12): 2857–2862 doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00083
      BAO Min, ZHOU Peng, SHI Lin, et al. Study on deambiguity algorithm for double antenna forward looking missile borne SAR[J]. Journal of Electronics&Information Technology, 2013, 35(12): 2857–2862 doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00083

    9. [9]

      李悦丽, 梁甸农, 黄晓涛, 等. 一种单脉冲雷达多通道解卷积前视成像方法[J]. 信号处理, 2007, 23(5): 699–703
      LI Yueli, LIANG Diannong, HUANG Xiaotao et al. A multi-channel deconvolution based forward-looking imaging method in monopulse radar[J]. Signal Processing, 2007, 23(5): 699–703

    10. [10]

      曾操, 陈昊, 何学辉, 等. 相控阵子阵级和差多波束测角方法[J]. 西安电子科技大学学报, 2013, 40(1): 19–25 doi: 10.3969/j.issn.1001-2400.2013.01.004
      ZENG Cao, CHEN Hao, HE Xuehui et al. Monpulse angle estimation using sun-difference multi-beamforming based on the phase array at the sub-array level[J]. Journal of Xidian University, 2013, 40(1): 19–25 doi: 10.3969/j.issn.1001-2400.2013.01.004

    11. [11]

      赵珊珊, 张林让, 刘楠, 等. 利用幅度比特征进行有源假目标鉴别[J]. 西安电子科技大学学报, 2017, 44(5): 51–57 doi: 10.3969/j.issn.1001-2400.2017.05.009
      ZHAO Shanshan, ZHANG Linrang, LIU Nan, et al. Active false-target discrimination method based on the amplitude ratio feature[J]. Journal of Xidian University, 2017, 44(5): 51–57 doi: 10.3969/j.issn.1001-2400.2017.05.009

    12. [12]

      韦北余, 朱岱寅, 吴迪, 等. 一种基于和差波束的机载SAR定位方法[J]. 电子与信息学报, 2013, 35(6): 1464–1470 doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01194
      WEI Beiyu, ZHU Daiyin, WU Di, et al. An airborne SAR geolocation approach based on sum-difference beam SAR imagery[J]. Journal of Electrontics&Information Technology, 2013, 35(6): 1464–1470 doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01194

    13. [13]

      马晓峰, 沈爱松, 盛卫星, 等. 可控测角精度和范围的数字阵列单脉冲和差波束优化[J]. 电子与信息学报, 2016, 38(12): 3107–3113 doi: 10.11999/JEIT160873
      MA Xiaofeng, SHEN Aisong, SHENG Weixing et al. Sum and difference patterns optimization for digital array with controllable accuracy and range of angle estimation[J]. Journal of Electronics&Information Technology, 2016, 38(12): 3107–3113 doi: 10.11999/JEIT160873

    14. [14]

      温鑫, 黄培康, 年丰, 等. 主动式毫米波近距离圆柱扫描三维成像系统[J]. 系统工程与电子技术, 2004, 36(6): 1044–1049
      WEN Xin, HUANG Peikang, NIAN Feng et al. Active millimeter-wave near-field cylindrical scanning three-dimensional imaging system[J]. Systems Engineering and Electronics, 2004, 36(6): 1044–1049

    15. [15]

      马喜乐. 方位多相位中心SAR高分辨率宽测绘带成像技术研究[D]. [博士论文], 国防科技大学, 2014.
      MA Xile. Research on high-resolution wide-swath imaging technologies of azimuth multiple phase center SAR[D]. [Ph.D. dissertation], National University of Defense Technology, 2014.

    1. [1]

      刘新, 阎焜, 杨光耀, 叶盛波, 张群英, 方广有. UWB-MIMO穿墙雷达三维成像与运动补偿算法研究. 电子与信息学报, 2020, 41(0): 1-8.

    2. [2]

      姜文, 牛杰, 吴一戎, 梁兴东. 机载多通道SAR运动目标方位向速度和法向速度联合估计算法. 电子与信息学报, 2020, 42(6): 1542-1548.

    3. [3]

      席博, 洪涛, 张更新. 卫星物联网场景下基于节点选择的协作波束成形技术研究. 电子与信息学报, 2020, 42(0): 1-9.

    4. [4]

      李根, 马彦恒, 侯建强, 徐公国. 基于Keystone变换和扰动重采样的机动平台大斜视SAR成像方法. 电子与信息学报, 2020, 42(0): 1-8.

    5. [5]

      李根, 马彦恒, 侯建强, 徐公国. 基于子孔径Keystone变换的曲线轨迹大斜视SAR回波模拟. 电子与信息学报, 2020, 41(0): 1-8.

    6. [6]

      李劲松, 彭建华, 刘树新, 季新生. 一种基于线性规划的有向网络链路预测方法. 电子与信息学报, 2020, 41(0): 1-9.

    7. [7]

      陈根华, 陈伯孝. 复杂多径信号下基于空域变换的米波雷达稳健测高算法. 电子与信息学报, 2020, 42(5): 1297-1302.

    8. [8]

      刘汝卿, 蒋衍, 姜成昊, 李锋, 朱精果. 应用于激光雷达信号处理系统的放大电路接口设计. 电子与信息学报, 2020, 42(7): 1636-1642.

    9. [9]

      孙闽红, 丁辰伟, 张树奇, 鲁加战, 邵鹏飞. 基于统计相关差异的多基地雷达拖引欺骗干扰识别. 电子与信息学报, 2020, 42(0): 1-7.

    10. [10]

      吕晓德, 孙正豪, 刘忠胜, 张汉良, 刘平羽. 基于二阶统计量盲源分离算法的无源雷达同频干扰抑制研究. 电子与信息学报, 2020, 42(5): 1288-1296.

    11. [11]

      张坤, 水鹏朗, 王光辉. 相参雷达K分布海杂波背景下非相干积累恒虚警检测方法. 电子与信息学报, 2020, 41(0): 1-9.

  • 图 1  FLMC-SAR系统模型

    图 2  算法处理流程

    图 3  点目标成像结果

    图 4  面目标成像结果

    表 1  仿真参数

    参数 数值 参数 数值
    载频Fc 30 GHz 脉冲重复频率PRF 8000 Hz
    信号带宽B 55 MHz 波束方位宽度
    采样带宽Fs 64 MHz 波束俯仰宽度 22°
    下压角 20° 场景中心斜距Rs 7000 m
    合成孔径长度 100 m 阵列实孔径长度 0.4 m
    下载: 导出CSV

    表 2  各方位点目标仿真分辨率与理论分辨率对比

    参数 数值 数值 数值 数值 数值
    坐标 (R0, 3.4°) (R0, –3.0°) (R0, 2.6°) (R0, 2.2°) (R0, 1.8°)
    仿真分辨率IRW(rad) 6.76E–04 7.63E–04 8.72E–04 1.13E–03 1.53E–03
    理论全孔径分辨率(rad) 7.00E–04 7.91E–04 9.09E–04 1.07E–03 1.29E–03
    理论合成孔径分辨率(rad) 7.50E–04 8.55E–04 9.94E–04 1.19E–03 1.46E–03
    下载: 导出CSV
  • 加载中
图(4)表(2)
计量
  • PDF下载量:  46
  • 文章访问数:  874
  • HTML全文浏览量:  314
文章相关
  • 通讯作者:  张磊, 775807665@qq.com
  • 收稿日期:  2018-02-09
  • 录用日期:  2018-07-10
  • 网络出版日期:  2018-07-24
  • 刊出日期:  2018-12-01
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

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章