高速平台SAR脉内多普勒效应误差分析和校正
2023-08-04王雨晗王佳慧毛新华
雷达科学与技术 2023年3期
金 秋,王雨晗,杨 果,王佳慧,毛新华
(南京航空航天大学电子信息工程学院雷达成像与微波光子技术教育部重点实验室,江苏南京 211106)
0 引 言
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种通过发射电磁波信号观测物体的传感器元件,具有全天时、全天候的工作特点。在单基SAR数据接收期间,雷达的运动可以分为三个主要阶段[1]:发射一定脉冲宽度的线性调频信号脉冲期间,从发射器发射完信号到接收机接收信号前,以及接收信号期间。其中,第一、三阶段称为脉内运动,第二阶段称为脉间运动[2]。在传统雷达成像过程中,由于雷达平台的飞行速度不大,但是电磁波传播速度是光速,因此传统成像算法通常是基于“停走停”假设,不考虑脉间和脉内运动,即近似认为雷达平台在接发信号期间没有位移。
随着SAR 的应用领域不断拓宽,现阶段逐渐在卫星、导弹等航天航空领域取得更广阔的应用。基于星载[3]、弹载[4]的SAR 平台具有高速飞行的运动特点,因此传统“停走停”假设下,一些误差便无法忽略[5]。例如我国发射的高分三号卫星,其轨道运行速度和高度远高于普通飞机,因此卫星在发射脉冲期间存在位移,该位移会引起方位位置的m级偏差。此外,随着高速平台分辨率的提高,除了目标位置的偏差外,还会影响聚焦。
现有文献考虑脉内运动大多集中在雷达发射调频连续波(FMCW)SAR 上[6-7],该发射信号可以视为占空比为1的脉冲调频信号,其特点是测量距离较短,容易被干扰,在星载弹载等高空高速平台的应用上劣势较大[8]。……
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