【摘 要】
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合成孔径雷达（SAR）由于其显著的高分辨率和全天候的成像能力,在民用和军用领域都有广泛应用。传统SAR的工作模式为侧视或斜视,不可避免地会带来阴影和层叠的问题。线性阵列合成孔径雷达（LASAR）通过在垂直航线向架设线性阵列,实现工作模式的转变-下视成像,克服了传统SAR工作模式所带来的问题。同时依靠线性阵列,获得了垂直航线向的分辨能力,从而实现三维成像。但是由于线性阵列尺寸有限,会存在垂直航线向分
【基金项目】
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装发快速扶持项目“xx 地形感知技术”（编号:61404130139）；
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合成孔径雷达（SAR）由于其显著的高分辨率和全天候的成像能力,在民用和军用领域都有广泛应用。传统SAR的工作模式为侧视或斜视,不可避免地会带来阴影和层叠的问题。线性阵列合成孔径雷达（LASAR）通过在垂直航线向架设线性阵列,实现工作模式的转变-下视成像,克服了传统SAR工作模式所带来的问题。同时依靠线性阵列,获得了垂直航线向的分辨能力,从而实现三维成像。但是由于线性阵列尺寸有限,会存在垂直航线向分辨力不足的问题。为此,本文基于LASAR,提出正下视成像雷达系统-将线性阵列模拟为虚拟波束进行范围扫描,使用超分辨技术通过信号处理方法,获得超越雷达波束宽度的高分辨力,从而得到对场景更完整、更精确的信息。本文基于正下视成像雷达的系统架构和技术体制,重点研究了回波建模和超分辨成像算法,主要工作内容包括:1、概述本课题的研究背景和研究意义。介绍了雷达成像的发展过程,阐述了当前几种三维成像雷达系统,重点研究了LASAR,综述了超分辨成像技术的研究现状以及在扫描雷达中的应用。最后,对本论文研究的主要工作内容和结构安排进行介绍。2、针对正下视成像雷达的空间几何结构,分析了成像目标和载机平台之间的历史距离;完成了雷达回波模型的建立;采用预处理方法构建垂直航线向的回波卷积模型;分析了其中的病态机理;推导了超分辨算法的理论极限与相关参数之间的关系。3、针对垂直航线向分辨率不足的问题,基于TV算法,提出了正下视TV-BR超分辨算法。首先,分析了经典的超分辨方法-基于先验信息的最大似然估计算法与最大后验估计的算法;然后,根据正下视成像的回波模型特征,引入不同的梯度算子共同作为目标函数的约束条件,用L-曲线法交错固定正则化参数,对算子进行约束,最后,在MAP框架下使用分裂Bregman方法进行求解。通过仿真验证,该算法可以有效提高雷达对场景细节和地形轮廓的探测能力。4、研究分析了常规二维SAR算法,并将其推至三维;根据正下视三维成像的应用场景特征和回波模型特性,提出了基于超分辨—SAR联合处理的正下视三维高分辨成像Pdhr-SAR算法,通过仿真验证了该算法的有效性。
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