论文部分内容阅读
机载下视线阵三维合成孔径雷达成像系统是一种新型SAR成像系统，与传统的二维SAR成像系统相比，该系统可以克服阴影效应，能够对复杂地形和变化剧烈的区域进行三维成像。该成像系统一般采用机载下视的工作方式，在切航向放置阵列天线，通过波束形成原理来获取切航向的分辨率，采用合成孔径技术来获取沿航向的分辨率，通过脉冲压缩技术来获取高度向的分辨率。进而获取目标场景的三维信息。切航向的分辨率受阵列长度的决定，在不增加成本的前提下，可以通过多航迹飞行来合成更大的虚拟天线阵列，进而获取切航向的高分辨率。 本文分析了单航迹机载线阵SAR的成像原理，在此基础上研究了交叉航迹下视SAR和圆周SAR的工作原理，并研究了相应成像系统的成像方法，主要包括以下几个方面： 1．建立了单航迹机载下视三维SAR成像的系统模型，分析了距离历史，给出了三维分辨的每一维分辨率，分析了载波波长、线阵长度、距离等因素对切航向分辨率的影响。 2．为提高系统切航向的分辨率，提出了交叉航迹机载下视三维SAR的成像模型，研究了工作原理，对交叉航迹机载下视SAR的成像模型和―井‖字形实阵列三维成像模型进行了等价，并进行了仿真验证。 3．研究了载机下视圆周飞行的成像模型，并对该模式和圆环形实阵列三维成像模型进行了等价，分析了距离历史，推导了切航向-沿航向的二维模糊函数。给出了仿真验证。 4．对基于PCA原理单发多收模式下的机载线阵三维SAR成像系统进行了研究，研究了三维SAR成像算法，主要包括三维RD成像算法、三维BP成像算法和压缩传感成像算法，对三维RD成像算法和三维BP成像算法两种算法进行理论推导和仿真验证；分析了压缩传感理论，给出了该理论的系统复杂度，并将压缩传感理论应用到阵列SAR三维成像中，相同参数条件下比较了压缩传感理论成像算法和时域成像算法的成像质量。 5．在单航迹和交叉航迹下视SAR成像模型中，都存在旁瓣较高的问题，为了提高后处理的成像质量和成像的分辨率，消除旁瓣较高的问题，研究了超分辨算法在阵列SAR系统中的应用，分析了RELAX算法的超分辨原理，给出了算法的处理步骤，从能量的角度给出了算法的一种收敛方法，成像效果验证了RELAX算法的优势。 总之，研究载机在下视工作模式下的多航迹飞行具有重要的现实意义。