雷达成像的几个问题 保 铮 西安电子科技大学 雷达信号处理重点实验室 2004.5.

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1 雷达成像的几个问题 保 铮 西安电子科技大学 雷达信号处理重点实验室 2004.5

2 Ⅰ 方位高分辨和合成阵列 Ⅱ 机动目标的ISAR成像 Ⅲ 分布式星载SAR

3 Ⅲ 分布式星载SAR Ⅲ-1 概述 单个卫星SAR 大天线（避免多普勒、距离模糊） 大功率 用分布式小卫星（可分当）
Ⅲ-1 概述 分布式小卫星（星座，卫星编队） 星载SAR的任务（场景成像，高程测量，GMTI） 单个卫星SAR 大天线（避免多普勒、距离模糊） 大功率 用分布式小卫星（可分当）

4 需求： 场景多普勒去模糊 十米级 GMTI 百米级 高程测量、被动定位 千米级 高程测量、GMTI——需空间信息 （单通道——多孔径）
多孔径、长基线 场景多普勒去模糊 十米级 GMTI 百米级 高程测量、被动定位 千米级

5 星座构形－基本上不需要动力 Hill方程的解 自主飞行

6 优点： ▲ 多功能； ▲ 低成本（生产、发射）、批量化部署； ▲ 灵活（生存能力强，可靠性高）。 问题： △ 超大稀疏阵列（三维）； △ 柔性阵列； △ 时统问题。

7 Ⅲ-2 空间阵列 设一发多收 ——等效自发自收

8 星座构形（坐标）

9 Ⅲ-3 利用空间阵列解多普勒模糊 小卫星—小天线（如2×1m）—多普勒模糊 虚拟中心 如何利用空间阵列解模糊。 以fd＝0
Ⅲ-3 利用空间阵列解多普勒模糊 小卫星—小天线（如2×1m）—多普勒模糊 虚拟中心 如何利用空间阵列解模糊。 △形成横向窄波束（低副瓣）方向图； △考虑阵列、环境时变。 以fd＝0 为例

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11 若高度有变化（A—>B，R不变）对单星SAR无影响。
阵列则不一样 A点时，P1 , P2两天线相位相同。 而B点时 法平面 太大

12 非同一时刻（对固定目标等效） 若： 仍然得不到所需要方向图

13 若： 用波数域分析（FFT）——要用短时FFT 无局域性 （DBS） （自适应需要） 对特定的地段（一定的时间间隔） 临界阵列长度
所照区域长度：

14 Ky域（fd域）处理的意义 对各卫星数据作DFT，用同一路fd输出作阵列输出。 以fd＝0为例 tm和y的位置是离散的，不可能列为一直线。
实际上对一短时间间隔，一路fd输出（相当于DBS）对应一段y的长度。 可用VTr 一段内的阵列（非同时）来处理。 同一fd (举例 fd＝0) tm离散 (m tm) fd也离散

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16 解多普勒模糊所需要的卫星数目 直线星座最简单 长阵变短阵后，加权后的波束条件一般可实现 （完全重叠除外） 可变重复频率

17 用 表示卫星在航向方向的排列，令 由于模糊，多普勒滤波输出的每一个分量 实际上都是多个是方向分量 的加权和

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19 F是典型的Vandermonde方阵，其逆矩阵中的每个元素都可以直接用公式写出

20 噪声增益举例

21 调整重复频率使空间采样改变排列

22 用插值方法解多普勒模糊 多普勒模糊的产生——采样率不够 多颗卫星，增加采样 非均匀均匀栅格 插值噪声增益 非录取平面的处理与限制

23 谢 谢 ！

24 长度为 短阵列的波束零点在那里？

25 第一个盲点: 盲点波束宽:

26 可否加长阵列？ ▲ 同时减小。 ▲ 阵元移动 ▲ 可以证明，分离模糊信号的能力与移动 所得阵 列大小无关。

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28 等效小 阵列（米）： 0.5264 3.2722 2.7413 4.5289 1.0154 3.8865 2.2556 1.6444

29 长阵列-→短阵列的举例 以简单线阵为例（先将双站等效为单站） 设原阵列各孔径的相位位置为： 移位 用不同的 ，使 得位移压缩后的阵列
0， ， ， ， ， ， ， ， m 移位 用不同的 ，使 得位移压缩后的阵列 0，0.1474，0.2747，0.3997，0.4002，0.5731， 0.6674，0.7922，0.8510m 压缩后阵列长度不足1m，空域分辨太低，显然不能 实现空域去模糊。只是换不同时刻的不起作用。

30 卫星位置改变有困难，但可微调节 如 ：1400Hz -→1431Hz 压缩后的阵列为：0，0.9055，1.2494，1.7894，4.1725，3.5691，2.3456，4.7447，1.9695m

31 谢 谢 ！