改进的机载阵列调频连续波合成孔径雷达前视成像方法
2011-07-30侯海平曲长文
侯海平 曲长文 杨 俭 苏 峰
(1.91039部队,北京102401;2.海军航空工程学院电子信息工程系,山东 烟台264001)
1.引 言
20世纪90年代,德国宇航局(DLR)的 Witte提出基于阵列技术的前视合成孔径雷达(SAR)来改善常规SAR机底盲区等问题[1]。典型的前视成像雷达系统是用于视景增强的新型区域成像雷达(SIREV),它由 DLR 高频技术研究所和德国Karlsruhe大学等合作研发。文献[2]-[4]根据SIREV原理研究了基于Extended Chirp Scaling(ECS)算法的前视成像,文献[5]借鉴了ScanSAR将数据补零至全孔径的方法,完善了ECS算法,文献[6]结合距离多普勒(RD)算法研究了SAR前视三维成像。
目前,阵列SAR前视成像研究涉及的问题主要体现在:(1)研究的信号体制主要是脉冲SAR,且ECS算法不适用于处理调频连续波(FMCW)SAR通过De-chirp方式得到的回波数据。作为新的成像体制,FMCW SAR具有体积小、成本低、结构紧凑等优势[7-9],适合于机载平台。对于距离向 Dechirp数据,通常采用频率变标(FS)[10-11]和 Chirp-Z变换实现距离向的变标。文献[8]提出一种针对FMCW体制基于二维Chirp-Z变换变标的成像算法。但FS算法的运算量较Chirp-Z变换小得多,且通过引入比例因子可以解决FS算法在波束较宽时变标函数的模糊问题[9]。(2)研究的信号模型认为载机速度可以忽略,但实际上除了载机悬停状态,应考虑载机运动的距离差对阵列天线接收信号相位的影响,不能按照载机速度可忽略的情况来处理,这就需要重新进行信号建模。
针对上述问题,本文根据FMCW体制的特点,在信号模型中考虑了载机速度参数,研究了改进的机载阵列FMCW SAR前视成像方法,并结合性能参数通过成像仿真对本文方法进行了分析验证。……
