调频连续波sar非线性处理方法研究

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1、第32卷第5期电子与信息学报Vl01．32No．52010年5月JournalofElectronics＆InformationTechnologyMay2010调频连续波SAR非线性处理方法研究董勇伟㈣梁兴东丁赤飚f中国科学院电子学研究所微波成像技术国家级重点实验室北京100190)(中国科学院研究生院北京100039)摘要：合成孔径雷达系统畸变引入的幅相误差严重影响了雷达的成像效果，必须予以校正才能获得高质量的图像。该文针对调频连续波SAR系统频率响应非理想特性引入的幅相误差以及信号扫频非线性误差对系统性能的

2、影响，分析建立了存在系统误差的调频连续波SAR系统回波信号模型，研究了系统误差估计与校正的问题，并考虑小型化调频连续波SAR实时成像处理的需求，提出了一种改进的适合实时成像处理的调频连续波SAR的高精度非线性距离．多普勒成像处理算法。最后，通过理论推导和仿真分析，验证了算法的可行性和有效性。关键词：合成孔径雷达；非线性；调频连续波；成像处理中图分类号：TN957．52文献标识码：A文章编号：10095896(2010)05—1034-06DOI：10．3724／SP．J．1146．2009．00582Non-li

3、nearSignalProcessingforFMCWSARDongYong—Wei①②LiangXing—dong①DingChi—biao①(NationalKeyLaboratoryofMicrowaveImagingTechnology，InstituteolElectronics，ChineseAcademyolSciences，Beijing100190，China)(GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100039，China)Ab

4、stract：TheinherenterrorsofradarsystemdegradeseriouslytheperformanceofSyntheticApertureRadar(SAR)，andtheseerrorsshouldbecalibratedtoacquirehighqualityimages．Inthispaper，totheissueoftheimpactofsystemerrorsandnon—linearitiesinFMCWSAR，modelsofsystemerrorsareestab

5、lished，andthentheestimationandcalibrationofsystemerrorsareinvestigatedindetail．Animprovednon—linearhighresolutionrange-DoppleralgorithmforFMCWSARisproposed，accordingtotherequirementsofmini—architectureandreal-timeinFMCMSARimagingsystems．Finally，thefeasibility

6、andvalidityofthepresentedalgorithmisdemonstratedwithsimulation．Keywords：SyntheticApertureRadar(SAR)；Non-linearities；FrequencyModulatedContinuousWave(FMCW)；Imagingprocessing1引言差和幅度畸变；f2)信号传输过程中由于系统非理想特性造成的幅相畸变。其中，在连续波体制雷达系调频连续波合成孔径雷达(FMCW，SAR)结合统中，扫频线性度对雷达距离分辨

7、率有决定性的影了调频连续波技术和合成孔径技术，具有体积小、响[2]o在去斜接收(dechirp)模式下，调频连续波信号重量轻、功耗低、分辨率高、结构紧凑等一系列优的非线性问题使同一目标的回波能量大范围的扩点，非常适合无人机等小型飞行平台的有效载荷，散，直接造成距离向分辨率下降，而且信号回波延具有广阔的应用前景，受到越来越多科研机构的关注时越大，非线性误差对成像影响越突出。在荷兰的调频连续波SAR样机试验中，扫频非线性使得实际在宽带雷达系统中，信号经过系统各组成部分的距离分辨率相比理论值降低2．5倍【3】0而在信号

8、传时总不可避免地会伴随各种畸变，严重影响成像质输过程中由于器件非理想特性所引入的幅相误差，量。系统误差来源有多方面，主要分为两类：f1)信将导致目标压缩后主瓣展宽，旁瓣电平升高，还可号产生时由于器件特性等因素引起的频率非线性误能使旁瓣产生不对称畸变。更严重的是，在去调频接收模式下，在信号传输过程中系统非理想特性引2009-04-24收到，2010—01—11改回起的误差只