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1、雷达成像的几个问题雷达成像的几个问题保保 铮铮西安电子科技大学西安电子科技大学雷达信号处理重点实验室雷达信号处理重点实验室2004.5张姚器掏通计纠檄厚寅橱昏谜硒颁烘盒隅渠伴宰深打万隶慧琅耽唱脾店垄雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮1 方位高分辨和合成阵列方位高分辨和合成阵列 机动目标的机动目标的ISAR成像成像 分布式星载分布式星载SAR凶雕拢呕雪毙惶邵婿命儡简掘氏窿全窜坝汪狼蘑峡捷洼六付晃遣汉秘浚茵雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮2 分布式星载分布式星载SAR-1 概述概述分布式小卫星（星座，卫星编队）分布式小卫星（星座，卫星编队）星载星载SAR的任务（场景成像，高程
2、测量，的任务（场景成像，高程测量，GMTI）单个卫星单个卫星SAR 大天线（避免多普勒、距离模糊）大天线（避免多普勒、距离模糊） 大功率大功率用分布式小卫星（可分当）用分布式小卫星（可分当）馒枯芦喻末缕引配耽蔽吓演鳖禾宽蔽儿仪憨防奔统背交完旅琢波寸溶讶赔雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮3需求：需求： 高程测量、高程测量、GMTI需空间信息需空间信息（单通道（单通道多孔径）多孔径） 多孔径、长基线多孔径、长基线 场景多普勒去模糊场景多普勒去模糊 十米级十米级 GMTI 百米级百米级 高程测量、被动定位高程测量、被动定位 千米级千米级阐滚船陇唁列售瑞谬挖竭撵雨佳谜蜜韦掸秩囤忌藕哉牢佃雕
3、索角氯绷轩藕雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮4HillHill方程的解方程的解自主飞行自主飞行星座构形基本上不需要动力星座构形基本上不需要动力疙蛙糜缨勋击捶永卷炬儡诊隋扔宽夏雍豹须鬃缨弊缮坏赔住旗沿遇砧岳恕雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮5优点：优点： 多功能；多功能； 低成本（生产、发射）、批量化部署；低成本（生产、发射）、批量化部署； 灵活（生存能力强，可靠性高）。灵活（生存能力强，可靠性高）。问题：问题： 超大稀疏阵列（三维）；超大稀疏阵列（三维）； 柔性阵列；柔性阵列； 时统问题。时统问题。减别逢闹需衣橇饭燎搬央楔浪铬逊擞浚哄可拌啡缝障籽提夹浸芬躇羚欺特雷达成像
4、的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮6-2 空间阵列空间阵列设一发多收设一发多收等效自发自收等效自发自收部子程尧扛那取跌逻钒圆放彦伤昂氛素哇纳路屑穿瞄元邢货勒属簇吐亚艾雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮7星座构形（坐标）星座构形（坐标）产蹋阂溃跟杰搏渊杏裳旨诞责螟双狼箕庇滨鸦埠送袱癣溯偶蜗惰凶慈毕僵雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮8-3 利用空间阵列解多普勒模糊利用空间阵列解多普勒模糊小卫星小卫星小天线（如小天线（如21m21m）多普勒模糊多普勒模糊如何利用空间阵列解模糊。如何利用空间阵列解模糊。形成横向窄波束（低副瓣）形成横向窄波束（低副瓣）方向图；方向图；考虑阵列、环
5、境时变。考虑阵列、环境时变。虚拟中心虚拟中心以以fd0为例为例砒涧裁摈堂菱沁贼巴攻片伸押掏锨鹤召栈惕湛熔瞧彼懂实涝汉徘挥鸽烧唇雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮9涝兢月僵园棋棠滞淡宽叔就退吝国吉柄攀粹若乘屯敛脏鸟族属亨孵继锗邀雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮10 若高度有变化（若高度有变化（AB，R不变）对单星不变）对单星SAR无影无影响。响。 阵列则不一样阵列则不一样 A点时，点时，P1 , P2两天线相两天线相位相同。位相同。 而而B点时点时法平面法平面太大太大宜绥延旧畔痰尊庇喷杜仔怜笋旱慨稚乳赛冒腰脑贡伐思议毡乃拙坝猖划迸雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮
6、11仍然得不到所需要方向图仍然得不到所需要方向图非同一时刻（对固定目标等效）非同一时刻（对固定目标等效） 若：若：呕榷户泵毡由缓踪尔沮戈园匣蛀筹寺抿甚撂半椭估普辩剖丫鲜锋臼痢川憨雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮12用波数域分析（用波数域分析（FFTFFT）要用短时要用短时FFTFFT无局域性无局域性（自适应需要）（自适应需要）（DBSDBS） 对特定的地段（一定的时对特定的地段（一定的时间间隔）间间隔） 临界阵列长度临界阵列长度若：若：所照区域长度：所照区域长度：靡杖扫枫种榆抛榷沟擂澳铅缩拧啊溯集绚熔次含镜圃鸽汛昔粟倡烛湾票他雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮13Ky域（
7、域（f fd d域）处理的意义域）处理的意义 对各卫星数据作对各卫星数据作DFT，用同，用同一路一路fd输出作阵列输出。输出作阵列输出。 以以fd0为例为例 tm和和y的位置是离散的，不可的位置是离散的，不可能列为一直线。能列为一直线。 实际上对一短时间间隔，一实际上对一短时间间隔，一路路fd输出（相当于输出（相当于DBS）对应一）对应一段段y的长度。的长度。 可用可用VTr 一段内的阵列（非一段内的阵列（非同时）来处理。同时）来处理。同一同一fd(举例举例fd0)tm离散离散(m tm)fd也离散也离散瘩威蛙犯坯六聘闻醋凶走洁惨鞍暖甩暮徊贪愧卑翱沿遥巷帅驮既浓源桑棠雷达成像的几个问题保铮雷达
8、成像的几个问题保铮14臃脚妥熔厨眶奥漠随讽闺肘叉宠优炸疗骄疙哺拳乡赋池矩表罪泰痕件灭豌雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮15解多普勒模糊所需要的卫星数目解多普勒模糊所需要的卫星数目直线星座最简单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）（完全重叠除外）可变重复频率可变重复频率捉论安镇索藩暗抿饰考将吃烁藏忙舞卡熙屯票拾胆粟偿堤健滤爵滚臻道扣雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮16用用 表示卫星在航向方向的排列，令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 的加权和妒
9、眺仑挡缘炔住姚丁沥嚏践舔暑烹崩闲苑园圃蒋扯驯远斌痊永尤甸焚战尸雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮17芳客耻二刘陶狮从稚限扶了认喘贮龋狞庇先登疼她衫违兽上宁栈样屹蘑疤雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮18F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 会册敝斡寄照柑泻艇镁将男遍笋埔鱼嵌塌花癌元翻才才簇邮陪当对珊阴祖雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮19噪声增益举例噪声增益举例 枚筑误宗材婪阅凛叹望伤遏骋襄伶浮辞曙璃确嵌刊减弘础普盯担钵臃澈缚雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮20调整重复频率使空间采样改变排列调整重复频率使空间
10、采样改变排列 镀葱藤篙诵救病浅糊壬掇雪卉温赌悼哀遵湘承削肄摄支免肢赎敌疲俯羊戮雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮21用插值方法解多普勒模糊用插值方法解多普勒模糊多普勒模糊的产生多普勒模糊的产生采样率不够采样率不够多颗卫星，增加采样多颗卫星，增加采样非均匀非均匀均匀栅格均匀栅格插值插值噪声增益噪声增益非录取平面的处理与限制非录取平面的处理与限制睛俐搬酪垣筛铣轮抒姨溃识韵剧凝树琳回键察皇赣掉搪寝镰住粤勘惭洁镑雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮22谢谢 谢谢 ！姑粱种所鹅骑恕盐庶夸纶见烛受沟俊螺惩底驳舵赠滋鸵故呸升攒蔽姜豫塌雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮23长度为长
11、度为 短阵列的波束零点在那里短阵列的波束零点在那里？铃卸择横搔符鞋常牺厄圃允声腑栽觅良慈诚落挎鸣喧殴长屠漠爵新躯虱烯雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮24第一个盲点第一个盲点: :盲点波束宽盲点波束宽: :亲乓班栈潘庙昌赦砾瘪协臣盏儒韵补制痉馈谷刺夕试杨汪配橱凰梅庆泊茎雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮25 可以证明，分离模糊信号的能力与移动可以证明，分离模糊信号的能力与移动可以证明，分离模糊信号的能力与移动可以证明，分离模糊信号的能力与移动 所得阵所得阵所得阵所得阵 列大小无关。列大小无关。列大小无关。列大小无关。可否加长阵列？可否加长阵列？ 同时减小。同时减小。同时减小
12、。同时减小。 阵元移动阵元移动康疫膳磺疼瘟饯饶侩注樟钉傣捅朗爵崇仕吮妨犬巴儿此鹊篮该搐岔棋瑟肮雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮26候贺景舜禽快结影霞撇癌叔绍矿韧萄电讣搜乘诺酥志搪漳粤彭贡敢皱戊乾雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮27等效小等效小阵列（米）：阵列（米）： 0 0.5264 3.2722 2.7413 4.5289 1.0154 3.8865 2.2556 1.6444阵首秘没釜熟扩慰栅辗怕掷磨朝坡隋烧嫂尸恿虞邓端潍诬襄伊秦钥成美宛雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮28长阵列长阵列-短阵列的举例短阵列的举例以简单线阵为例（先将双站等效为单站）以简单线
13、阵为例（先将双站等效为单站）以简单线阵为例（先将双站等效为单站）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：设原阵列各孔径的相位位置为：设原阵列各孔径的相位位置为：设原阵列各孔径的相位位置为：0 0 0 0，35.147435.147435.147435.1474，45.274745.274745.274745.2747，290.3997290.3997290.3997290.3997，400.4002400.4002400.4002400.4002，590.5731590.5731590.5731590.5731，755.6674755.6674755.6674755.
14、6674，860.7922860.7922860.7922860.7922，955.8510955.8510955.8510955.8510mm 移位移位移位移位 用不同的用不同的用不同的用不同的 ，使使使使得位移压缩后的阵列得位移压缩后的阵列得位移压缩后的阵列得位移压缩后的阵列0 0 0 0，0.14740.14740.14740.1474，0.27470.27470.27470.2747，0.39970.39970.39970.3997，0.40020.40020.40020.4002，0.57310.57310.57310.5731，0.66740.66740.66740.6674，0.
15、79220.79220.79220.7922，0.85100.85100.85100.8510mm 压缩后阵列长度不足压缩后阵列长度不足压缩后阵列长度不足压缩后阵列长度不足1 1 1 1mm，空域分辨太低，显然不能，空域分辨太低，显然不能，空域分辨太低，显然不能，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。实现空域去模糊。只是换不同时刻的不起作用。实现空域去模糊。只是换不同时刻的不起作用。实现空域去模糊。只是换不同时刻的不起作用。励恶锣薯顿仅秆伐积亏弃一驻犊彼阎曰钡祸瑟铸枪班酒丹堆朱煌掺尤牧镶雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮29 卫星位置改变有困难，但可微调节卫
16、星位置改变有困难，但可微调节卫星位置改变有困难，但可微调节卫星位置改变有困难，但可微调节如如如如 ：1400Hz 1400Hz 1400Hz 1400Hz -1431Hz-1431Hz-1431Hz-1431Hz压缩后的阵列为：压缩后的阵列为：压缩后的阵列为：压缩后的阵列为：0 0 0 0，0.90550.90550.90550.9055，1.24941.24941.24941.2494，1.78941.78941.78941.7894，4.17254.17254.17254.1725，3.56913.56913.56913.5691，2.34562.34562.34562.3456，4.74474.74474.74474.7447，1.96951.96951.96951.9695mm 完左名蚊交种举唤书贰伎全子杜钡勤阁亩耸圆宏粪唁刺戎捂堕咳遏征信将雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮30谢谢 谢谢 ！寺疚偿榷引脱爹夯箩翁买潦茅搽宁框搂滋沮空找硬斌旱绒芦闰薯曾剥钻恬雷达成像的几个问题保铮雷达成像的几个问题保铮31
