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星载大斜视聚束SAR变PRI成像技术研究

王沛 徐伟 李宁 禹卫东

王沛, 徐伟, 李宁, 禹卫东. 星载大斜视聚束SAR变PRI成像技术研究[J]. 电子与信息学报, 2018, 40(10): 2470-2477. doi: 10.11999/JEIT180049
引用本文: 王沛, 徐伟, 李宁, 禹卫东. 星载大斜视聚束SAR变PRI成像技术研究[J]. 电子与信息学报, 2018, 40(10): 2470-2477. doi: 10.11999/JEIT180049
Pei WANG, Wei XU, Ning LI, Weidong YU. Investigation on PRI Variation for High Squint Spaceborn Spotlight SAR[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2018, 40(10): 2470-2477. doi: 10.11999/JEIT180049
Citation: Pei WANG, Wei XU, Ning LI, Weidong YU. Investigation on PRI Variation for High Squint Spaceborn Spotlight SAR[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2018, 40(10): 2470-2477. doi: 10.11999/JEIT180049

星载大斜视聚束SAR变PRI成像技术研究

doi: 10.11999/JEIT180049
基金项目: 国家部委基金
详细信息
    作者简介:

    王沛:男,1977年生,副研究员,硕士生导师,研究方向为合成孔径雷达系统及其信号产生

    徐伟:男,1984年生,副研究员,硕士生导师,研究方向为新体制合成孔径雷达系统设计及信号处理

    李宁:男,1987年生,教授,研究方向为多模式SAR信号处理

    禹卫东:男,1969年生,研究员,博士生导师,研究方向为合成孔径雷达信号处理技术

    通讯作者:

    王沛  vanpei@163.com

  • 中图分类号: TN959.74

Investigation on PRI Variation for High Squint Spaceborn Spotlight SAR

Funds: The National Ministries Foundation
  • 摘要: 星载SAR大斜视聚束可以实现高分辨率宽覆盖成像和目标多方位信息获取,但斜视情况下大距离徙动会造成回波数据获取效率下降、波位选择困难等问题。变PRI技术可以跟踪聚束成像过程中目标斜距变化,提高数据获取效率、降低波位选择难度。该文对星载大斜视聚束SAR的变PRI工作机理进行了研究,提出了一种PRI变化序列迭代设计方法和波位选择策略,研究了样条插值和NUFFT两种非周期非均匀采样重建方法,并首次通过机载飞行试验对所提出的变PRI的SAR系统工作体制进行了验证。
  • 图  1  星载斜视聚束SAR成像几何

    图  2  固定PRI数据采集示意图

    图  3  固定PRI波位选择存在的问题

    图  4  变PRF数据采集示意图

    图  5  变PRI信号收发时序关系示意图

    图  6  变PRI斑马图设计步骤

    图  7  斜视聚束变PRI波位设计

    图  8  PRI分段连续波位设计

    图  9  直接FFT处理结果

    图  10  3次样条插值重建结果

    图  11  非均采样NUFFT重建结果

    图  12  机载9块变PRI回波数据采集示意图

    图  13  变PRI机载飞行试验结果(数据来源:中国科学院电子学研究所航天微波遥感系统部)

    表  1  星载SAR仿真参数

    参数名称 符号 取值
    中心频率 ${f_c}$ 9600 MHz
    卫星高度 $H$ 800 km
    卫星速度 ${V_s}$ 7486 m/s
    雷达下视角 ${\alpha _0}$ 30°
    发射脉宽 ${T_p}$ 20 μs
    天线长度 ${L_a}$ 10 m
    天线高度 ${L_r}$ 2 m
    下载: 导出CSV

    表  2  两种重建方法性能比较

    均匀采样 样条插值重建 NUFFT重建
    主瓣展宽比ML 1.00 1.01 1.00
    峰值旁瓣比PSLR (dB) –13.27 –13.82 –13.26
    积分旁瓣比ISLR (dB) –9.72 –10.67 –9.72
    均方误差(%) 0.00 0.26 0.0119
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-01-15
  • 修回日期:  2018-06-28
  • 网络出版日期:  2018-07-30
  • 刊出日期:  2018-10-01

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