弹载频率调制连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)是一种具有重要应用潜力的成像雷达技术。其特点包括紧凑的尺寸、轻的质量、低成本和低能耗,这些特点使其在精确制导应用中具有极大的潜力。然而,弹载环境下的高速和大斜视角度所带来的二次相位误差是传统成像方法中需要克服的难题。本文提出了一种基于改进的非线性Chirp Scaling(NCS)算法的高斜视成像方法,用于弹载FMCW SAR成像。
非线性Chirp Scaling(NCS)算法是对经典的Chirp Scaling(CS)算法的改进。它用于处理合成孔径雷达图像中的相位误差问题,特别是在高斜视角度情况下。传统的Chirp Scaling算法在处理大斜视角度的SAR图像时,会产生较大的相位误差,从而降低图像质量。而NCS算法通过非线性拉伸技术,补偿了由于斜视角度大而引起的方位相位误差,从而提高成像质量。
本研究中,通过分析返回信号在波数域的表达式,并在成像预处理过程中引入全时延跑偏校正函数,成功抑制了由高速和大斜视角度引起的二次相位误差。此外,在方位处理过程中,提出了扩展非线性Chirp Scaling算法,补偿了方位方差的相位误差,实现高精度的方位成像。通过给出一些结果来验证理论推导的有效性和提出方法的有效性。
频移连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)技术与非线性Chirp Scaling(NCS)算法的结合,在弹载应用场景下的高斜视成像问题中,表现出显著的优势。这些优势包括在处理高斜视角度图像时,能够提供更高精度的成像结果,这对于提高精确制导系统的性能具有重要意义。
关键词:频率调制连续波(FMCW)、合成孔径雷达(SAR)、高斜视成像、扩展非线性Chirp Scaling(NCS)算法。
合成孔径雷达(SAR)是利用雷达与目标的相对运动,合成一个等效的大型天线孔径来提高雷达分辨率的技术。SAR通过在不同位置接收来自同一目标的回波信号,并进行相应的信号处理,来实现高分辨率成像。SAR成像技术已被广泛应用于地球资源勘探、环境监测、灾害评估等多个领域。
本文的理论分析和方法提出,对弹载FMCW SAR成像技术在高斜视角度下的成像处理具有重要的指导意义。通过改进NCS算法并应用在大斜视成像场景下,为弹载SAR系统在精确制导方面提供了新的技术路径,具有重要的应用价值和实际意义。