论文部分内容阅读
视频合成孔径雷达(Video Synthetic Aperture Radar, ViSAR)具有成像帧率快和分辨率高等优点,在近距运动目标精细侦查和定位方面有迫切的应用需求。相比微波SAR成像系统,ViSAR工作在太赫兹频段,载波波长短,平台微小振动会引起回波信号相位显著变化,导致图像无法聚焦,使得ViSAR在实际应用中受到限制,因此有必要开展ViSAR运动误差分析及其补偿技术的研究。本文围绕国家高技术研究发展计划项目的要求,对视频合成孔径雷达运动误差分析及补偿方法进行了深入的研究和分析,提出一套运动误差补偿技术方案并进行了实验验证。本文的主要工作和研究成果如下: (1)针对ViSAR系统成像的特殊性,结合微波合成孔径雷达技术与太赫兹技术,对系统的主要参数进行了设计;为实现慢速目标检测跟踪,论证了分辨率、大气衰减情况与成像帧率、载波工作频段等系统主要参数的关系,确定了ViSAR系统的主要参数。 (2)对ViSAR成像算法进行研究:根据ViSAR系统主要参数,进行太赫兹频段合成孔径雷达成像的理论与仿真研究,得出ViSAR系统成像过程中不需要距离徙动校正的结论。此外,由于ViSAR系统距离向带宽很大,必须利用解线频调技术进行压缩。因此确定了ViSAR系统成像采用与解线频调技术结合的RD算法,该算法成像效率较高,利于实时成像。 (3)研究了ViSAR系统运动补偿的精度要求:通过建立加速度运动误差模型和正弦运动误差模型,理论推导并定量分析了运动误差对ViSAR系统成像的影响。与同等分辨率微波SAR相比,ViSAR系统成像对加速度误差补偿精度要求与低频振动误差补偿精度要求较低,高频振动误差在斜距方向上较难补偿。 (4)基于运动误差对ViSAR系统成像的理论分析和仿真,提出一套ViSAR成像系统的运动补偿方案,该方案结合了光学隔振技术、基于运动测量数据的补偿方法和基于回波数据自聚焦技术。根据课题组太赫兹成像系统,设计ViSAR系统室内成像实验,通过ViSAR系统室内成像实验和实测数据初步验证了理论分析的正确性和运动补偿方案的有效性。