高级搜索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

无人机载多普勒分集前视合成孔径雷达成像方法

孟智超 卢景月 谢朋飞 张磊 王虹现

孟智超, 卢景月, 谢朋飞, 张磊, 王虹现. 无人机载多普勒分集前视合成孔径雷达成像方法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(12): 2852-2858. doi: 10.11999/JEIT190096
引用本文: 孟智超, 卢景月, 谢朋飞, 张磊, 王虹现. 无人机载多普勒分集前视合成孔径雷达成像方法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(12): 2852-2858. doi: 10.11999/JEIT190096
Zhichao MENG, Jinyue LU, Pengfei XIE, Lei ZHANG, Hongxian WANG. Imaging Technology of Doppler Diversity Forward-looking SAR Imaging for Unmanned Aerial Vehicle[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(12): 2852-2858. doi: 10.11999/JEIT190096
Citation: Zhichao MENG, Jinyue LU, Pengfei XIE, Lei ZHANG, Hongxian WANG. Imaging Technology of Doppler Diversity Forward-looking SAR Imaging for Unmanned Aerial Vehicle[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(12): 2852-2858. doi: 10.11999/JEIT190096

无人机载多普勒分集前视合成孔径雷达成像方法

doi: 10.11999/JEIT190096
基金项目: 国家自然科学基金(61771372, 61771367),上海市自然科学基金(16ZR1434900)
详细信息
    作者简介:

    孟智超:男,1997年生,博士生,研究方向为合成孔径雷达成像与抗干扰

    卢景月:男,1994年生,博士生,研究方向为合成孔径雷达成像

    谢朋飞:男,1992年生,硕士生,研究方向为合成孔径雷达成像

    张磊:男,1984年生,副教授,研究方向为合成孔径雷达成像,目标识别

    王虹现:男,1979年生,副教授,研究方向为雷达信号处理

    通讯作者:

    张磊 leizhang@xidian.edu.cn

  • 中图分类号: TN975

Imaging Technology of Doppler Diversity Forward-looking SAR Imaging for Unmanned Aerial Vehicle

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61771372, 61771367), The Natural Science Foundation of Shanghai (16ZR1434900)
  • 摘要: 前视合成孔径雷达(SAR)成像存在多普勒左右模糊的问题,需要利用空域资源进行解模糊处理。限于无人机(UAV)的载重与尺寸,接收阵列通常较小,解多普勒模糊的空域波束形成能力不足。此外,前视SAR回波方位多普勒梯度小、带宽窄,使得接收带宽未被充分利用。基于以上问题,该文提出多普勒分集前视SAR成像方法。该算法在前视SAR成像技术的基础上,利用多普勒分集MIMO技术,将多普勒窄带前视回波调制于不同多普勒中心以达到充分利用多普勒接收带宽的目的。进而,可获得一个数倍于真实接收阵列孔径的虚拟接收阵列,极大地扩展了接收通道,有效地改善了前视SAR成像解多普勒左右模糊的性能。
  • 图  1  前视SAR成像几何模型

    图  2  前视SAR回波多普勒谱

    图  3  3发3收数据接收与等效虚拟通道示意图

    图  4  某一接收通道回波多普勒域数据分布

    图  5  MIMO前视SAR信号处理流程

    图  6  回波距离多普勒域

    图  7  多普勒解调与多普勒滤波

    图  8  成像结果

    图  9  点目标解模糊结果对比

    表  1  仿真参数设置

    参数数值参数数值
    载频35 GHz脉冲重复频率9 kHz
    信号带宽50 MHz波束方位宽度20°
    脉冲宽度0.5 μs波束俯仰宽度22°
    采样带宽60 MHz场景中心斜距Rs8 km
    平台高度4000 m阵列实孔径长度0.0642 m
    下载: 导出CSV
  • 高许岗, 雍延梅. 无人机载微型SAR系统设计与实现[J]. 雷达科学与技术, 2014, 12(1): 35–38. doi: 10.3969/j.issn.1672-2337.2014.01.006

    GAO Xugang and YONG Yanmei. Design and realization of UAV high resolution miniature SAR[J]. Radar Science and Technology, 2014, 12(1): 35–38. doi: 10.3969/j.issn.1672-2337.2014.01.006
    赵博, 钱正祥, 黄晓雷. 无人机载SAR技术应用研究综述[J]. 安徽电子信息职业技术学院学报, 2009, 8(1): 24–25. doi: 10.3969/j.issn.1671-802X.2009.01.011

    ZHAO Bo, QIAN Zhengxiang, and HUANG Xiaolei. Survey on UAV-borne SAR techniques’ application[J]. Journal of Anhui Vocational College of Electronics &Information Technology, 2009, 8(1): 24–25. doi: 10.3969/j.issn.1671-802X.2009.01.011
    SUTOR T, BUCKREUSS S, KRIEGER G, et al. Sector imaging radar for enhanced vision (SIREV): Theory and applications[C]. The 2000 European Conference on Synthetic Aperture Radar, Munich, Germany, 2000: 357–359.
    卢景月, 张磊, 王冠勇. 前视多通道合成孔径雷达解模糊成像方法[J]. 电子与信息学报, 2018, 40(11): 2820–2825. doi: 10.11999/JEIT180177

    LU Jingyue, ZHANG Lei, and WANG Guanyong. Ambiguity resolving and imaging algorithm for multi-channel forward-looking synthetic aperture radar[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2018, 40(11): 2820–2825. doi: 10.11999/JEIT180177
    卢景月, 张磊, 孟智超, 等. 曲线轨迹下前视多通道SAR解模糊成像算法[J]. 航空学报, 2019, 40(6): 322745. doi: 10.7572/S1000-6893.2019.22745

    LU Jingyue, ZHANG Lei, MENG Zhichao, et al. Unambiguous imaging for forward-looking synthetic aperture radar on curve trajectory[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2019, 40(6): 322745. doi: 10.7572/S1000-6893.2019.22745
    包敏, 周鹏, 史林. 双天线前视弹载SAR解模糊算法研究[J]. 电子与信息学报, 2013, 35(12): 2857–2862. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00083

    BAO Min, ZHOU Peng, and SHI Lin. Study on deambiguity algorithm for double antenna forward looking missile borne SAR[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2013, 35(12): 2857–2862. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00083
    武其松, 井伟, 邢孟道, 等. MIMO-SAR大测绘带成像[J]. 电子与信息学报, 2009, 31(4): 772–775. doi: 10.3724/SP.J.1146.2007.01959

    WU Qisong, JING Wei, XING Mengdao, et al. Wide swath imaging with MIMO-SAR[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2009, 31(4): 772–775. doi: 10.3724/SP.J.1146.2007.01959
    GONG Min, WANG Xiaoming, and HUANG Shunji. Performance improvements in MIMO SAR[C]. 2008 IEEE Radar Conference, Rome, Italy, 2008: 1–3. doi: 10.1109/RADAR.2008.4720969.
    CHIZHIK D, FOSCHINI G J, GANS M J, et al. Keyholes, correlations, and capacities of multielement transmit and receive antennas[J]. IEEE Transactions on Wireless Communications, 2002, 1(2): 361–368. doi: 10.1049/el:20000828
    FOSCHINI G J and GANS M J. On limits of wireless communications in a fading environment when using multiple antennas[J]. Wireless Personal Communications, 1998, 6(3): 311–335. doi: 10.1023/A:1008889222784
    GESBERT D, BOLCSKEI H, GORE D A, et al. Outdoor MIMO wireless channels: Models and performance prediction[J]. IEEE Transactions on Communications, 2002, 50(12): 1926–1934. doi: 10.1109/TCOMM.2002.806555
    FISHLER E, HAIMOVICH A, BLUM R, et al. MIMO radar: An idea whose time has come[C]. 2004 IEEE Radar Conference, Philadelphia, USA, 2004: 71–78.
    ENDER J H G. MIMO-SAR[C]. The International Radar Symposium, Cologne, Germany, 2007: 580-588.
    禹卫东, 李红霞. MIMO-SAR回波分离方法分析[J]. 数据采集与处理, 2014, 29(4): 533–541. doi: 10.3969/j.issn.1004-9037.2014.04.007

    YU Weidong and LI Hongxia. Analysis of echo separation in MIMO-SAR[J]. Journal of Data Acquisition and Processing, 2014, 29(4): 533–541. doi: 10.3969/j.issn.1004-9037.2014.04.007
    BLISS D W, FORSYTHE K W, DAVIS S K, et al. GMTI MIMO radar[C]. 2009 International Waveform Diversity and Design Conference, Kissimmee, 2009: 118–122.
    任笑真, 杨汝良. 机载前视SAR三维成像算法研究[J]. 电子与信息学报, 2010, 32(6): 1361–1365. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00734

    REN Xiaozhen and YANG Ruliang. Study on three-dimensional imaging algorithm for airborne forward-looking SAR[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2010, 32(6): 1361–1365. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00734
  • 加载中
图(9) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  2784
  • HTML全文浏览量:  988
  • PDF下载量:  97
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-02-17
  • 修回日期:  2019-08-31
  • 网络出版日期:  2019-09-04
  • 刊出日期:  2019-12-01

目录

    /

    返回文章
    返回