基于方向圖和多普勒相關系數的天基陣列SAR通道相位誤差補償方法

潘潔; 王帥; 李道京; 盧曉春

doi:10.11999/JEIT181061

基于方向圖和多普勒相關系數的天基陣列SAR通道相位誤差補償方法

doi: 10.11999/JEIT181061

潘潔^{1, 3, ,},
王帥^{1, 2, 3},
李道京^{1, 2},
盧曉春⁴

1.
中國科學院電子學研究所北京 100190
2.
微波成像技術重點實驗室北京 ??100190
3.
中國科學院大學北京?? 100049
4.
中國科學院國家授時中心西安?? 710600

詳細信息

作者簡介:
潘潔：女，1977年生，高級工程師，博士生，研究方向為稀疏陣列雷達系統(tǒng)

王帥：男，1992年生，博士生，研究方向為合成孔徑雷達成像技術

李道京：男，1964年生，研究員，博士生導師，研究方向為雷達系統(tǒng)和雷達信號處理

盧曉春：女，1970年生，研究員，博士生導師，研究方向為精密時間信息傳輸與信息處理

通訊作者:
潘潔　panj@mail.ie.ac.cn

中圖分類號: TN958
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出版歷程
- 收稿日期: 2018-11-20
- 修回日期: 2019-04-20
- 網絡出版日期: 2019-05-20
- 刊出日期: 2019-07-01

A Channel Phase Error Compensation Method for Space Borne Array SAR Based on Antenna Pattern and Doppler Correlation Coefficient

Jie PAN^{1, 3
, ,},
Shuai WANG^{1, 2, 3},
Daojing LI^{1, 2},
Xiaochun LU⁴

1.
Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
2.
National Key Laboratory of Microwave Imaging Technology, Beijing 100190, China
3.
University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4.
National Time Service Center, Chinese Academy of Sciences, Xi’an 710600, China

摘要

摘要: 隨著對地觀測技術的發(fā)展，要求SAR系統(tǒng)能夠同時實現高分辨率和寬測繪帶，天基陣列多通道SAR結合數字波束形成(DBF)技術為解決該問題提供了很好的思路，但各個通道之間相位誤差會很大程度上降低DBF的性能，常規(guī)通道誤差補償方法估計精度不足，應用場景受限。針對上述問題，該文提出一種基于方向圖和多普勒相關系數的天基陣列SAR通道相位誤差補償方法，不僅利用天線方向圖先驗信息，還充分利用場景不同多普勒相關性信息，通過最小化天線方向圖和多普勒的組合差異，實現對通道之間相位誤差的估計。結合RADAR-SAT數據的仿真試驗結果驗證了該算法的有效性。
- 合成孔徑雷達 /
- 多通道 /
- 相位誤差 /
- 天線方向圖 /
- 多普勒相關系數
Abstract: With the development of earth remote sensing technology, SAR system is required to obtain high resolution and wide swath simultaneously, the space borne array SAR combined with Digital Beam Forming (DBF) technology provides a good solution to solve the problem. However, the phase error between channels will degrade the quality of DBF, and the traditional compensation methods suffer from large error or limite application. In this paper, a compensation method based on antenna pattern and Doppler correlation coefficient is proposed, using the antenna pattern and meanwhile utilizing the Doppler correlation coefficient. By minimizing the combined cost function, the phase error between channels are estimated. Simulation results using RADAR-SAT data validate the effectiveness of the proposed method.
- SAR /
- Multi-channel /
- Channel phase error /
- Antenna pattern /
- Doppler correlation coefficient

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圖 1 SAR系統(tǒng)坐標系

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圖 2 算法流程圖

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圖 3 通道融合之后的點目標

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圖 4 通道融合之后的方位向切片

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圖 5 補償相位誤差之后的點目標

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圖 6 補償之后方位向切片

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圖 7 通道融合之后分布式目標

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圖 8 通道融合之后方位向切片

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圖 9 本文方法補償相位之后

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圖 10 本文方法補償相位之后方位向切片

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圖 11 方向圖方法補償之后

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圖 12 文獻[10,11]方向圖方法方位向切片

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圖 13 通道相位誤差估計精度隨SNR變化

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圖 14 存在通道誤差的成像結果

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圖 15 通道誤差補償之后的結果

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表 1 雷達系統(tǒng)參數

參數數值

雷達工作頻率(GHz) 5.3
雷達有效速度(m/s) 150
中心斜距(km) 20
PRF(Hz) 40
帶寬(MHz) 50
信噪比(dB) 20
方位向通道數 3

下載: 導出CSV

表 2 實際系統(tǒng)的主要參數

參數數值

工作頻率(GHz) 5.3
帶寬(MHz) 30
采樣率(MHz) 32.3
PRF(Hz) 1256.98
速度(m/s) 7062
通道數 3
相鄰通道間的距離(m) 1.9

下載: 導出CSV

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施引文獻

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