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基于方向图和多普勒相关系数的天基阵列SAR通道相位误差补偿方法

潘洁 王帅 李道京 卢晓春

潘洁, 王帅, 李道京, 卢晓春. 基于方向图和多普勒相关系数的天基阵列SAR通道相位误差补偿方法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(7): 1758-1765. doi: 10.11999/JEIT181061
引用本文: 潘洁, 王帅, 李道京, 卢晓春. 基于方向图和多普勒相关系数的天基阵列SAR通道相位误差补偿方法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(7): 1758-1765. doi: 10.11999/JEIT181061
Jie PAN, Shuai WANG, Daojing LI, Xiaochun LU. A Channel Phase Error Compensation Method for Space Borne Array SAR Based on Antenna Pattern and Doppler Correlation Coefficient[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(7): 1758-1765. doi: 10.11999/JEIT181061
Citation: Jie PAN, Shuai WANG, Daojing LI, Xiaochun LU. A Channel Phase Error Compensation Method for Space Borne Array SAR Based on Antenna Pattern and Doppler Correlation Coefficient[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(7): 1758-1765. doi: 10.11999/JEIT181061

基于方向图和多普勒相关系数的天基阵列SAR通道相位误差补偿方法

doi: 10.11999/JEIT181061
详细信息
    作者简介:

    潘洁:女,1977年生,高级工程师,博士生,研究方向为稀疏阵列雷达系统

    王帅:男,1992年生,博士生,研究方向为合成孔径雷达成像技术

    李道京:男,1964年生,研究员,博士生导师,研究方向为雷达系统和雷达信号处理

    卢晓春:女,1970年生,研究员,博士生导师,研究方向为精密时间信息传输与信息处理

    通讯作者:

    潘洁 panj@mail.ie.ac.cn

  • 中图分类号: TN958

A Channel Phase Error Compensation Method for Space Borne Array SAR Based on Antenna Pattern and Doppler Correlation Coefficient

  • 摘要: 随着对地观测技术的发展,要求SAR系统能够同时实现高分辨率和宽测绘带,天基阵列多通道SAR结合数字波束形成(DBF)技术为解决该问题提供了很好的思路,但各个通道之间相位误差会很大程度上降低DBF的性能,常规通道误差补偿方法估计精度不足,应用场景受限。针对上述问题,该文提出一种基于方向图和多普勒相关系数的天基阵列SAR通道相位误差补偿方法,不仅利用天线方向图先验信息,还充分利用场景不同多普勒相关性信息,通过最小化天线方向图和多普勒的组合差异,实现对通道之间相位误差的估计。结合RADAR-SAT数据的仿真试验结果验证了该算法的有效性。
  • 图  1  SAR系统坐标系

    图  2  算法流程图

    图  3  通道融合之后的点目标

    图  4  通道融合之后的方位向切片

    图  5  补偿相位误差之后的点目标

    图  6  补偿之后方位向切片

    图  7  通道融合之后分布式目标

    图  8  通道融合之后方位向切片

    图  9  本文方法补偿相位之后

    图  10  本文方法补偿相位之后方位向切片

    图  11  方向图方法补偿之后

    图  12  文献[10,11]方向图方法方位向切片

    图  13  通道相位误差估计精度随SNR变化

    图  14  存在通道误差的成像结果

    图  15  通道误差补偿之后的结果

    表  1  雷达系统参数

    参数数值
    雷达工作频率(GHz)5.3
    雷达有效速度(m/s)150
    中心斜距(km)20
    PRF(Hz)40
    带宽(MHz)50
    信噪比(dB)20
    方位向通道数3
    下载: 导出CSV

    表  2  实际系统的主要参数

    参数数值
    工作频率(GHz)5.3
    带宽(MHz)30
    采样率(MHz)32.3
    PRF(Hz)1256.98
    速度(m/s)7062
    通道数3
    相邻通道间的距离(m)1.9
    下载: 导出CSV
  • 叶恺, 禹卫东, 徐伟, 等. 基于柱形抛物面天线的MIMO SAR研究[J]. 电子与信息学报, 2018, 40(8): 1816–1822. doi: 10.11999/JEIT171105

    YE Kai, YU Weidong, XU Wei, et al. Investigation on parabolic cylinder reflector based MIMO SAR[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2018, 40(8): 1816–1822. doi: 10.11999/JEIT171105
    DING Chibiao, LIANG Xingdong, WANG Jie, et al. An novel airborne MIMO-SAR system built in IECAS[C]. 2017 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, Fort Worth, USA, 2017: 2423–2426.
    周建卫, 李道京, 田鹤, 等. 基于共形稀疏阵列的艇载外辐射源雷达性能分析[J]. 电子与信息学报, 2017, 39(5): 1058–1063. doi: 10.11999/JEIT160846

    ZHOU Jianwei, LI Daojing, TIAN He, et al. Performance analysis on airship-borne passive radar based on conformal sparse array[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2017, 39(5): 1058–1063. doi: 10.11999/JEIT160846
    QIN Lilong, VOROBYOV S A, and DONG Zhen. Joint cancelation of autocorrelation sidelobe and cross correlation in MIMO-SAR[J]. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 2017, 14(6): 931–935. doi: 10.1109/LGRS.2017.2688122
    TRIDON D B, BACHMANN M, DE ZAN F, et al. Tandem-L observation concept - contributions and challenges of systematic monitoring of earth system dynamics[C]. Proceedings of the 18th International Radar Symposium, Prague, Czech Republic, 2017: 1–9.
    MA L, LI Z F, and LIAO G L. System error analysis and calibration methods for multi-channel SAR[J]. Progress in Electromagnetics Research, 2011, 112: 309–327. doi: 10.2528/PIER10120808
    LIU Yanyang, CUI Lei, XU Youshuan, et al. A novel signal-cancellation-based channel phase bias calibration algorithm for spaceborne multi-channel HR WS SAR in azimuth[C]. 2015 IEEE 5th Asia-Pacific Conference on Synthetic Aperture Radar, Singapore, 2015: 494–497.
    LI Zhenfang, BAO Zheng, WANG Hongyang, et al. Performance improvement for constellation SAR using signal processing techniques[J]. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2006, 42(2): 436–452. doi: 10.1109/TAES.2006.1642562
    LIU Aifei, LIAO Guisheng, XU Qing, et al. An improved array-error estimation method for constellation SAR systems[J]. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 2012, 9(1): 90–94. doi: 10.1109/LGRS.2011.2161262
    YANG Taoli, LI Zhenfang, LIU Yanyang, et al. Channel error estimation methods for multichannel SAR systems in azimuth[J]. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 2013, 10(3): 548–552. doi: 10.1109/LGRS.2012.2212873
    杨桃丽, 李真芳, 刘艳阳, 等. 两种星载高分辨宽测绘带SAR系统通道相位误差估计方法[J]. 电子学报, 2013, 41(5): 931–935. doi: 10.3969/j.issn.0372-2112.2013.05.016

    YANG Taoli, LI Zhenfang, LIU Yanyang, et al. Two channel phase error estimation methods for spaceborne HRWS SAR system[J]. Acta Electronica Sinica, 2013, 41(5): 931–935. doi: 10.3969/j.issn.0372-2112.2013.05.016
    张福博, 刘梅. 基于频域最小二乘APES的非均匀多基线SAR层析成像算法[J]. 电子与信息学报, 2012, 34(7): 1568–1573. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01184

    ZHANG Fubo and LIU Mei. Uneven multi-baseline SAR tomography base on frequency domain least squares amplitude and phase estimation (APES)[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2012, 34(7): 1568–1573. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01184
    杨桃丽. 星载多通道高分辨宽测绘带合成孔径雷达成像处理技术研究[D]. [博士论文], 西安电子科技大学, 2014: 58–65.

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    RINCON R, FATOYINBO T, OSMANOGLU B, et al. Development of NASA’S next generation L-band digital beamforming synthetic aperture radar (DBSAR-2)[C]. Proceedings of EUSAR 2016: 11th European Synthetic Aperture Radar Conference 2016, Hamburg, Germany, 2016: 1–4.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-11-20
  • 修回日期:  2019-04-20
  • 网络出版日期:  2019-05-20
  • 刊出日期:  2019-07-01

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