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阵列天线下视3DSAR通过在机载雷达交轨方向使用阵列天线形成跨航向实孔径,通过载机沿航迹方向的运动形成合成孔径,通过在距离向发射宽带信号并进行脉冲压缩,能够实现对目标场景的三维分辨成像,可有效减少或避免传统SAR遇到的阴影、叠掩问题。但是,作为一个多通道系统,阵列天线下视3DSAR采集的同波数据中不可避免地存在多通道幅相误差,使成像结果散焦,甚至无法成像,因此需要对多通道幅相误差进行校正补偿。本文针对阵列天线下视3DSAR中存在的多通道幅相误差问题,建立了包含多通道幅相误差的回波信号模型,分析了误差对成像的影响,提出了相应的幅相误差校正成像方法,并通过地基实验数据对所提方法的正确性和有效性进行了验证。本文具体研究工作如下:
1.为了分析阵列天线下视3DSAR中多通道幅相误差对成像的影响,介绍了阵列天线下视3DSAR的基本原理、成像几何、信号模型、分辨特性以及三维成像处理流程,建立了考虑天线相对位置偏差、不同通路幅相特性等因素的包含幅相误差的回波信号模型,将相位误差分解为距离偏移相位误差和残余相位误差两部分,分别分析了其对成像的影响,并以一种两通道时的特殊情形指出残余相位误差会造成成像结果沿阵列向的散焦。
2.为了解决阵列天线二维成像时的幅相误差校正成像问题,采用功率归一化思想校正幅度误差,采用基于特显点的和基于外定标器的两种相位误差校正方法校正相位误差,并通过仿真实验和地基实验系统采集数据对所提出方法的正确性和有效性进行了验证。
3.为了对阵列天线下视3DSAR采集的原始三维回波进行幅相误差校正并得到成像目标区域的三维成像结果,提出了一种阵列天线下视3DSAR多通道幅相误差校正三维成像方法,首先使用二维成像算法得到每通道对应的二维像数据,然后基于二维像数据中的特显点校正距离偏移相位误差和残余相位误差,最后沿阵列方向实现跨航向聚焦。最后通过地基实验系统数据进行了实验验证,论证了所提三维成像方法的有效性,并验证了阵列天线下视3DSAR的三维成像机理。