FMCW SAR成像处理研究与信号源设计

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:anglecap
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)作为一种主动式微波遥感设备,可以不受光照和气候条件的影响实时对地观测,广泛应用于环境保护、地质测绘、灾害监测等领域。传统的SAR工作在脉冲模式,发射信号的占空比很小,峰值功率远大于系统的平均功率,不仅提高了对发射机的设计要求,还导致发射组件的结构复杂、体积庞大等问题。  调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW) SAR将调频连续波技术与合成孔径雷达技术相结合,为SAR系统实现轻型化、微型化、低成本化提供了一种有效地解决方案。它既具有脉冲SAR高分辨、全天时、全天候对地观测的特点,又因其整个系统更轻、更小、造价更低的优势,非常适合搭载于无人机、微型卫星等轻小平台上。本文围绕着FMCW SAR的理论基础、成像处理、信号源设计等方面展开,主要内容和创新性研究、设计包括以下几个方面:  (1)研究了FMCW SAR的理论基础。分析了线性调频信号时频特性、连续波雷达测距原理、比较了FMCW SAR与传统脉冲SAR的区别,从本质上解释了FMCW SAR能够实现轻、小、廉的原因。分析了由于dechirp操作对距离向分辨率、信号带宽、处理增益的影响,并研究了它所造成的残余视频相位(Residual Video Phase,RVP)及其消除方法。分析了雷达平台在脉冲发射期间持续运动所导致的影响与“停-走-停”模型不再适用的原因。  (2)针对“停-走-停”模型在FMCW SAR体制下失效的问题,研究了其接收信号的特点并建立模型,在该模型下对距离多普勒算法与频率变标算法进行了理论研究、数学推导与仿真实验,验证了模型的正确性与有效性。研究了一种更为精确的FMCW SAR点目标时域回波信号模型,详细推导了其频谱函数的解析式并与脉冲SAR频谱函数进行比较,最后采用波数域算法进行实验仿真。在该精确模型下重新对频率尺度因子及各滤波函数进行推导,给出了改进的FS算法并通过点目标仿真得到了良好的聚焦效果。  (3)研究了FMCW SAR系统的硬件组成及各部分功能,分析了信号源在整个系统中的重要性。针对传统信号源设计中多采用并行传输方案,而带来码间串扰大、同步难、PCB设计复杂、IC尺寸大、成本高等弊端,不适于FMCW SAR向低成本化、微型化发展的问题研究了高速串行协议JESD204B。基于此协议提出了一种带宽指标为500MHz的FMCW SAR基带信号源设计方案,通过设计电路、绘制原理图、制作以FPGA为核心的电路板、Verilog代码编写和最终的软硬件联合调试,验证了数据在传输过程中的同步性与准确性,方案具有可行性,并经过后期的调试与改进,最终将带宽指标提升至1GHz.
其他文献
随着星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)在海洋、农业、生态等多个领域的广泛应用,传统单极化SAR系统所获得的有限信息已无法满足现代军事以及民用遥感的需求。
该文在回顾了图象增强、恢复的基本原理和经典算法之后,研究了对数图象增强、总变分最小化和基于马尔可夫随机场的最大后验恢复三种图象处理方法,随后介绍了医学影像处理系统
星载合成孔径雷达(SAR)地面运动目标检测(GMTI)不受国界限制,在军民领域发挥着重要作用:在战场环境中可以实现情报搜集、感知战争态势等功能;在民用中可实现对城市交通的监控。
随着科技水平的不断发展,海洋以其巨大的资源潜力和重要的战略地位受到人们越来越高的重视。水声通信技术作为一切获取水下信息应用的基础,成为了海洋研究的热点之一。  水声
该文在第一章介绍了IC卡和COS的基本概念,在第二章中介绍了COS的总体的体系结构.第三、四、五章分别详细介绍了UACOS的文件系统、安全体系、传输协议的实现形式和设 计的原则
口语理解是口语对话系统(Spoken Dialog System)的重要组成部分。口语理解模块旨在从用户的语句中提取语义信息,即识别出输入语句的意图,并抽取出相应的语义槽概念。通常这个任
数字信号频谱传输方法一种可以在铜双绞线信道上进行高速数据传输的传输方法.该文的主要内容是研究铜双绞线的信道特性和均衡方法.铜双绞线信道特性的一个明显的特点就是有很
该文主要研究了混沌在信息处理中的应用,探讨了混沌在雷达,通信联想 及模式识别等方面的应用.
空间激光通信技术具有保密性好、抗干扰能力强、信息容量大、功耗低且方便快捷等优势,是空间通信技术发展的一个全新领域。在空间激光通信系统中,新型的非机械式光束偏转技术主
该论文对DS-CDMA中的多用户检测进行了深入研究.主要做了以下工作:1、基于Tabu搜索的多用户检测算法;该文首次采用Tabu搜索技术来实现最优多用户检测器.该方法可通过适当的选