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星载SAR斜视模式运动目标方位多通道信号重建方法

徐伟 魏正彬 黄平平 谭维贤 乞耀龙 高志奇

徐伟, 魏正彬, 黄平平, 谭维贤, 乞耀龙, 高志奇. 星载SAR斜视模式运动目标方位多通道信号重建方法[J]. 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT200785
引用本文: 徐伟, 魏正彬, 黄平平, 谭维贤, 乞耀龙, 高志奇. 星载SAR斜视模式运动目标方位多通道信号重建方法[J]. 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT200785
Wei XU, Zhengbin WEI, Pingping HUANG, Weixian TAN, Yaolong QI, Zhiqi GAO. Azimuth Multichannel Reconstruction for Moving Targets in Spaceborne Squinted Multichannel Synthetic Aperture Radar[J]. Journal of Electronics and Information Technology. doi: 10.11999/JEIT200785
Citation: Wei XU, Zhengbin WEI, Pingping HUANG, Weixian TAN, Yaolong QI, Zhiqi GAO. Azimuth Multichannel Reconstruction for Moving Targets in Spaceborne Squinted Multichannel Synthetic Aperture Radar[J]. Journal of Electronics and Information Technology. doi: 10.11999/JEIT200785

星载SAR斜视模式运动目标方位多通道信号重建方法

doi: 10.11999/JEIT200785
基金项目: 国家自然科学基金(62071258, 61701264, 61631011),内蒙古自治区自然科学基金(2020ZD18),电磁兼容性国防科技重点实验室基金(6142216190209)
详细信息
    作者简介:

    徐伟:男,1983年生,教授,研究方向为新体制SAR系统设计和信号处理

    魏正彬:男,1996年生,硕士生,研究方向为多通道SAR运动目标成像

    黄平平:男,1978年生,教授,研究方向为信号处理和数字波束形成

    谭维贤:男,1981年生,教授,研究方向为3D SAR成像及信号处理

    乞耀龙:男,1984年生,教授,研究方向为地基合成孔径雷达系统和阵列雷达成像

    高志奇:男,1980年生,副教授,研究方向为空时自适应处理

    通讯作者:

    魏正彬 wzbccn@163.com

  • 中图分类号: TN958

Azimuth Multichannel Reconstruction for Moving Targets in Spaceborne Squinted Multichannel Synthetic Aperture Radar

Funds: The National Natural Science Foundation of China (62071258, 61701264, 61631011), The Natural Science Foundation of Inner Mongolia Autonomous Region (2020ZD18), The National Defense Key Laboratory Foundation of China (6142216190209)
  • 摘要: 在星载方位多通道SAR斜视模式下,方位斜视角度和运动目标的速度分别导致回波多普勒频谱发生2次混叠和通道失衡,影响运动目标方位多通道信号重建。针对该问题,该文提出一种适用于多通道斜视模式下的运动目标的重建方法。首先通过方位向去斜预处理消除了斜视导致的2次多普勒混叠,然后通过修正的多通道重建矩阵来解决目标速度导致的通道失衡。此外,该文还研究了通道冗余情况下的杂波抑制能力,分析了估计速度误差带来的残余相位误差,给出了一种星载方位多通道SAR斜视模式下的运动目标速度快速估计搜索方法。最后,通过点目标仿真验证了方法的有效性。
  • 图  1  方位多通道斜视运动目标成像几何模型

    图  2  信号的2维频谱图

    图  3  目标速度对相位偏移的影响

    图  4  斜距向速度对不同通道的影响

    图  5  斜视模式下运动目标成像方法

    图  6  斜视模式下多通道重建流程图

    图  7  估计速度误差造成的最大残存相位误差

    图  8  一种运动目标速度快速估计搜索方法

    图  9  航迹向速度为10 m/s的目标多通道重建结果

    图  10  斜距向速度为10 m/s的目标多通道重建结果

    图  11  多个点目标的成像结果

    图  12  虚假目标幅度

    表  1  仿真参数

    参数
    载频5.6 GHz
    子孔径长度4 m
    子孔径数目3
    斜视角度20°
    系统PRF1400 Hz
    发射脉冲宽度4 μs
    发射脉冲带宽100 MHz
    采样频率120 MHz
    卫星速度7200 m/s
    最短斜距600 km
    下载: 导出CSV

    表  2  性能指标

    方法点目标航迹向斜距向
    Res(m)PSLR(dB)ISLR(dB)MFTA(dB)Res(m)PSLR(dB)ISLR(dB)
    传统P12.83–13.22–9.77–63.591.42–12.97–9.40
    P22.99–15.17–3.55–24.291.72–11.74–5.94
    P39.54–18.61–5.95–22.124.57–13.41–5.56
    改进P12.83–13.22–9.77–63.591.42–12.97–9.40
    P22.81–13.25–9.69–61.151.41–12.79–9.37
    P32.82–13.24–9.69–62.081.43–13.02–9.49
    下载: 导出CSV
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    ZHANG Ying, XIONG Wei, DONG Xichao, et al. A novel azimuth spectrum reconstruction and imaging method for moving targets in geosynchronous spaceborne–airborne bistatic multichannel SAR[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2020, 58(8): 5976–5991. doi: 10.1109/TGRS.2020.2974531
    郜参观, 邓云凯, 冯锦. 通道不平衡对偏置相位中心多波束SAR性能影响的理论分析[J]. 电子与信息学报, 2011, 33(8): 1828–1832. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01257

    GAO Canguan, DENG Yunkai, and FENG Jin. Theoretical analysis on the mismatch influence of displaced phase center multiple-beam SAR systems[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2011, 33(8): 1828–1832. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01257
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-09-07
  • 修回日期:  2021-01-21
  • 网络出版日期:  2021-02-25

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