【摘 要】
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阵列下视3D-SAR在机载雷达交轨方向设置阵列天线,综合运用分布式宽带信号产生与收发技术、稀疏微波成像处理技术和分布式POS高精度测量技术等,通过阵列天线控制系统,可以灵活
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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阵列下视3D-SAR在机载雷达交轨方向设置阵列天线,综合运用分布式宽带信号产生与收发技术、稀疏微波成像处理技术和分布式POS高精度测量技术等,通过阵列天线控制系统,可以灵活实现SAR三维分辨成像、多基线干涉SAR和高分辨率宽幅二维成像。这些应用要求对SAR系统进行精确的定标,定标是保证SAR成像质量和定量化遥感应用必需的关键技术。对于阵列下视3D-SAR则必需对其诸多系统参数进行标定,而其中天线阵元的相位中心的标定是重要部分。阵列下视3D-SAR阵列天线阵元相位中心不确定性对成像和干涉测量质量有重要影响,需要利用外定标技术对其进行标定。本文有针对性的对阵列下视3D-SAR相位中心偏差影响和相位中心定标技术展开了研究,具有重要的理论意义和实用价值。论文的主要内容和贡献如下:
(1)在阵列下视3D-SAR系统原理基础上提出了相位中心定标的概念,并分析了相位中心定标的需求及必要性。在下视三维成像信号模型基础上建立了相位中心偏差模型,在此基础上分析了相位中心偏差对下视三维成像造成的影响。根据得出的结论提出了对相位中心的定标精度需求。
(2)在已知校正源DOA(Direction Of Arrival)情况下,针对相位中心偏差大小不同的情况研究了两种定标方法,基于子空间正交的定标方法和基于阵列流型估计的相位中心定标方法。第一种定标方法相对简单,适合小偏差的情况,第二种方法对系统时序等要求较高,对大小偏差都有很好的定标精度。通过仿真试验证明这两种方法均可以有效估计出相位中心。
(3)针对校正源DOA难以获得或校正源DOA存在测量误差的情况,提出了两种相位中心自校正方法。一是对已知DOA的定标方法的改进,将测量DOA作为迭代初始值,迭代计算相位中心偏差和校正源DOA直至收敛。这种方法仍然只适用于小偏差的情况。另一种方法是将校正源DOA和阵列相位中心的所有可能解看成一个解空间,根据PSO优化搜索算法搜索全局最优点。这种方法对大小偏差都具有很好的估计精度,但需要的迭代次数较多。通过仿真试验证明,以上算法的估计精度均可满足下视三维成像和多基线干涉SAR的需求。
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