星载滑动聚束SAR模糊特性分析与仿真.pdf

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1、2011年第1期上海航天AEROSPACESHANGHAI文章编号：1006一1630(2011)01—0001一06星载滑动聚束SAR模糊特性分析与仿真席龙梅，盛磊，葛家龙(中国电子科技集团公司第38研究所，安徽舍肥230031)摘要：介绍了星栽滑动聚束合成孔径雷达(SAR)的成像原理，构造了滑动聚束SAR的方位模糊度计算模型，并分析了其距离模糊度计算模型。系统设计及模糊特性仿真结果表明：模型可用于SAR系统参数优化设计。关键词：合成孔径雷达；滑动聚束；方位模糊；距离模糊；天线方向图中图分类号：TN958文献标志码：

2、AAnalysisandSimulationofAmbiguitiesonSpaceborneSlidingSpotlightSARXILong—mei，SHENGLei，GEJia—long(No．38ResearchInstitute，ChinaE1ectronicTechnologyGroupCorporation，HefeiAnhui230031，China)Abstract：Theimagingcharacteristicsofslidingspotlightsyntheticapertureradar(SA

3、R)wereintroducedinthispaper．TheazimuthambiguitycalculationmodelofslidingspotlightmodeSARwasconstructed．Therangeambiguitycalculationmodelwasanalyzed．Theresultsofcorrespondingsystemdesignandambiguitiessimulationshowedthatthismodelcouldbeusedforparameteroptimizatio

4、nofSARsystem．1(eywords：Syntheticapertureradar；Slidingspotlight；A_zimuthambiguity；Rangeambiguity；AntennapatternO引言在SAR系统中，条带模式和聚束模式是两种最常用的工作模式。条带模式能进行连续大面积成像，但系统的方位分辨率不能随天线尺寸减小而任意提高。聚束模式通过控制雷达天线波束方向连续指向某一特定小区域，使回波信号相干积累时间骤增，能实现高方位分辨率，但该模式只能对一小块区域成像，无法实现大面积的高分辨成像n

5、]。为实现大面积高分辨率成像，滑动聚束SAR作为一种新颖的工作模式应运而生。它通过控制天线辐照区在地面移动的速度增加方位向相干积累时间，从而获得较相同尺寸天线条带SAR更高的方位分辨率，较聚束SAR更大的成像面积[2]。目前，国外先进的如PAMIR、TerraSAR—X的SAR系统等均采用了该成像模式。模糊是雷达的系统性问题，它作为一种系统噪收稿日期：2009—07一06；修回日期：2009一08—06作者简介：席龙梅(1979一)，女，工程师，主要从事sAR系统总体研究。声直接影响雷达成像的结果，是衡量雷达性能的重要

6、标志。SAR图像的模糊源自观察区域外的回波信号对观察区域回波信号的干扰，它可导致图像质量下降，对SAR图像的应用增加了难度[3]。模糊是SAR工程设计中需解决的一个重要内容，特别是在星载SAR设计中模糊更为重要。为此，本文从星载滑动聚束SAR系统参数优化设计的角度，对其工作原理和模糊特性进行了分析。1星载滑动聚束SAR成像原理星载滑动聚束模式SAR的几何关系如图1所示。图中：口。为飞行速度；AD为孔径长度；Wt为方位测绘带宽；口，为天线波束辐照区在地面移动的速度；先为波束扫描的角度；口为天线波束角度；点0为滑动过程中波

7、束中心的交集点；R为雷达与地面目标的垂直距离。设方位向天线尺寸为L。，发射波长为A，则可得滑动聚柬模式SAR的方位向调频斜率矗。=2(口。)2／(披)；(1)滑动聚束SAR的方位向多普勒带宽上海航天AERoSPACESHANGHAl2011年第1期D图l星载滑动聚束SAR成像几何关系Fig．1Imagingge咖etryofspacebomeslidingspotliglltSAR‘B。吐几=警兰=等，∽^f、上一aUfL^Uf则滑动聚束SAR的方位分辨率一2爰5瓦高2等·(3)Pa2茸5瓦移而2蠢‘¨)由式(2)、(

8、3)可知：滑动聚束SAR的方位向多普勒带宽为条带SAR的u。／口r倍，方位分辨率为条带模式的研／可。倍。可见，滑动聚束SAR的方位分辨率不仅与天线的方位向尺寸有关，而且与平台飞行速度和辐照区移动速度有关，可通过控制研的大小调整滑动聚束SAR的方位分辨率。在滑动聚束SAR中，设△￡为扫描时间，笳为扫描时间内波束扫过的角度，则天线的扫