高分辨率毫米波合成孔径雷达高分辨率毫米波合成孔径雷达高分辨率毫米波合成孔径雷达摘要德国FGANFHR的MEMPHIS雷达是一种试验用脉冲多普勒毫米波雷达该雷达同时工作在35GHz和94GHz。利用100MHz或200MHz带宽的LFM线性调频可获得高间隔分辨率。为了进步间隔分辨率使之超过线性调频带宽所给出的c/2B值需利用由间隔为100MHz的8个步进产生的800MHz总带宽频率步进模式。为了能利用通过丈量获得的而非合成的基准线性调频在后续的雷达数据处理中应避免常用的展宽处理从而适应和补偿所有硬件导致的幅度和相位误差。由于空间连结这种方式适用于间隔范围远大于一单个线性调频长度间隔的情况。高分辨率SAR成像中存在的一个题目是如何适当补偿平台的运动平台运动会在多普勒横向间隔处理中产生干扰。本文阐述了毫米波SAR雷达的特性并着重讨论了解决方法。1引言在很长一段时间里试验雷达MEMPHIS是在塔上或转台上以高带宽进行地面目标特征的丈量的采用的是逆合成孑L径雷达方法。若作为一种合成孑L径雷达进行空中丈量在DBS处理时因前视几何关系、数据获取手段方面的限制达不到这一分辨率。仅有200MHz带宽的MEMPHIS所获得的SAR数据的分辨率为75cm。为了进行高带宽处理必须开发一种新的算法。先期试验表明新的结构能够达到大约19cm的间隔分辨率。然而在任何环境状况即飞行稳定条件下都不可能获得同样的横向间隔分辨率。而对于上述的75cm分辨率对毫米波合成孔径雷达的运动补偿要求是适度的横向间隔的高分辨率处理要求有载机运动的附加信息。然而可以证实装在前真个相对简单的加速度传感器可提供这些信息该信息是在间隔和横向间隔上获得相等的分辨率所必不可少的。2MEMPHIS雷达的特征由FGAN.FHR研发的MEMPHIS毫米波雷达是一种同时工作于35GHz和94GHz的双频段雷达。在35GHz频率发射机采用占空比高达10的行波管而在94GHz频率发射机采用最大占空比为1的EIA速调管。采用100MHz或200MHz带宽的线性调频来获得高间隔分辨率。通常情况下线性调频波长度为400ns线性调频波发生器能产生的最大波形长度为1200ns此长度符合要求的PRF和可利用的占空比。MEMPHIS雷达既用于地面塔上/转动台上的丈量也装在Transall飞机上进行干涉SAR丈量。这意味着丈量间隔范围能从10米到15米间变化或大于1000米。由于后者比线性调频波形长度大得多通常的接收往斜率是一种难以实现的技术。SEO因此接收信号仅下变频至基频并以l/BB单个线性调频带宽采样成复值。为了把间隔分辨率进步到超过线性调频波形带宽所给出的c/2B值在单个脉冲的线性调频波形顶部采用间隔为100MHz的8个步进实现附加的频率步进模式。电力网金钛仪器网衡欣仪器仪表骏凯电子仪器仪表共立仪器仪表台湾泰仕广州办事处风速计台湾群特广州办事处北京泰仕深圳仪器仪表照度计希玛仪器广州销售平台东莞仪器仪表台湾TES泰仕仪表网由于每个线性调频波形都只下变频至其本身的载频和作相应采样因而这种方法可避免过高的采样率。3带宽合成采用联合调频/步进频率方法要求有适当的后一处理来联合单个的调频。一些常用的方法有频率步进线性调频J、频率跳变脉冲、合成带宽引。最直接的方法是参考文献278中描述的方法在这种方法中首先要为每一单个线性调频进行脉冲压缩。然后每个粗略分辨单元的N个结果都有一个可用下式描述的相位项一2Retni式中fⅡfonAf1此相位项与一般的步进频率法中的相位项相同。适当的匹配滤波器MF响应由逆离散傅里叶变换IDFT给出这就使得每个粗分辨单元细分为N个HRR单元。此方法用于瞬时脉冲宽度相对较短的毫米波雷达的缺点是可能会发生十分强的旁瓣取决于采样击打在散射体上的位置。因此在MEMPHIS雷达中不再探讨其应用。另一个方法可将单个调频脉冲串联成一个长调频脉冲。这可以在时域J、频域4加或往斜坡模式下完成这些将在以下部分予以阐述。4往斜坡后的连结当扩展AR囊桓黾涓艏涓舯怀ざ任猅的线性调制脉冲照射时后散射信号持续了T2AR/cTiRo假如采用常用的展宽处理1】可通过约束条件TT避免失真这意味着限制短脉冲情况下的窄条带或线性调频长度的增加由于硬件限制这在MEMPHIS情况下不可能。在展宽处理情况下基准线性调频是发射线性调频的延伸sTt一ect。ei-u.kr.t22下标I是指信号下变频至基带并且kB/T。在r处被散射体j反射的载频为fn的线性调频为rjtOj.sTt一等rect-e2re-i2rfn3散射体轮廓可用扩展间隔加权一r近似为一定数目的点散射体盯rΣojSr―rjjrtΣrjt4其中rnt为完全后散射信号。往斜坡通过相对于适当基准时间to比如景象的前沿的基准信号的复共轭与接收信号相乘完成Ytrntstrjrect拿卜c