宽带宽方位波束对高分辨率SAR辐射定标的影响分析

洪峻; 雷大力; 王宇; 费春娇

doi:10.12000/JR15015

宽带宽方位波束对高分辨率SAR辐射定标的影响分析

doi: 10.12000/JR15015

1.
(中国科学院电子学研究所微波成像技术国家重点实验室北京 100190)
2.
(中国科学院大学北京 100190)

基金项目:

XXX对地观测系统重大专项(GFZX0403220402)资助课题

详细信息

作者简介:
洪峻(1960-),男,中国科学院电子学研究所,研究员,博士生导师,研究方向为SAR定标技术、机载SAR系统设计.E-mail:jhong@mail.ie.ac.cn雷大力(1989-),男,中国科学院大学硕士生,研究方向为高分辨率SAR成像及辐射定标.E-mail:leidali2010@163.com王宇(1976-),男,中国科学院电子学研究所,副研究员,研究方向为机载SAR定标技术.E-mail:wangyu@mail.ie.ac.cn费春娇(1989-),女,中国科学院大学博士生,研究方向为电磁辐射与探测技术.E-mail:iriscelia@163.com

通讯作者:
雷大力leidali2010@163.com

Wide Band and Wide Azimuth Beam Effect on High-resolution Synthetic Aperture Radar Radiometric Calibration

1.
(National Key Laboratory of Microwave Imaging Technology, Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
2.
(University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)

摘要: 无源角反射器和有源定标器是SAR辐射定标的常用人造参考点目标,随着大量新体制、新模式高分辨率SAR系统的涌现,大距离带宽和宽方位波束都对传统观念中参考目标雷达截面积(RCS)近似恒定的假设提出挑战.该文借助FEKO电磁仿真软件获取目标RCS随频带和方位角的变化关系,结合高分辨率SAR点目标仿真,通过点目标能量提取,定量地分析参考目标RCS的频带或方位角相关性对辐射定标的影响.仿真结果表明在Ku波段相对带宽超过10%或方位波束宽度超过20时,上述因素带来的影响超过0.2 dB,必须在实际数据处理中加以校正.
- SAR辐射定标 /
- 雷达截面积(RCS) /
- 参考目标 /
- 大距离带宽和宽方位波束 /
- FEKO
Abstract: Passive corner reflectors and active transponders are often used as man-made reference targets in Synthetic Aperture Radar (SAR) radiometric calibration, With the emergence of new radar systems and the increasing demand for greater accuracy, wide-band and wide-beam radars challenge the hypothesis that the Radar Cross Section (RCS) of reference targets is constant. In this study, the FEKO electromagnetic simulation software is used to obtain the change curve of the target RCS as a function of frequency and aspect angle while incorporating high-resolution point-target SAR simulation, and quantitatively analyzing the effect of the modulation effect on SAR images. The simulation results suggest that the abovementioned factors affect the SAR calibration by more than 0.2 dB within a fractional bandwidth greater than 10% or azimuth beam width of more than 20, which must be corrected in the data processing.
- SAR calibration /
- Radar Cross Section (RCS) /
- Reference target /
- Wide-band and wide-beam /
- FEKO

[1]	Curlander J C. 合成孔径雷达系统与信号处理[M]. 北京: 电子工业出版社, 2006: 217-220. Curlander J C. Synthetic Aperture Radar: Systems and Signal Processing[M]. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2006: 217-220.
[2]	李震, 廖静娟, 等. 合成孔径雷达地表参数反演模型与方法[M]. 北京: 科学出版社, 2011: 24-33. Li Zhen, Liao Jing-juan, et al.. Synthetic Aperture Radar Surface Parameters Inversion Model and Method[M]. Beijing: Publishing House of Science, 2011: 24-33.
[3]	Khalid E D, Peter M, Desmond P, et al.. Understanding the significance of radiometric calibration for SAR imagery[C]. Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering, Toronto, Canada, 2014: 1-6.
[4]	Freeman A. SAR calibration: an overview[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 1992, 30(6): 1107-1123.
[5]	Gray A L, Paris W V, and Charles E L. Synthetic aperture radar calibration using reference reflectors[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 1990, 28(3): 374-382.
[6]	Ulander L M H. Accuracy of using point targets for SAR calibration[J]. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 1991, 27(1): 139-148.
[7]	邹鲲. 低频UWB-SAR校准技术研究[D]. [博士论文], 国防科学技术大学, 2005. Zou Kun. Research on low frequency UWB-SAR calibration technique[D]. [Ph.D. dissertation], National University of Defense Technology, 2005.
[8]	林新越. 高分辨率SAR参考点目标辐射特性分析与校正方法研究[D]. [硕士论文], 中国科学院电子学研究所, 2010. Lin Xin-yue. Analysis and calibration method for radiometric characteristics of reference targets in high resolution SAR systems[D]. [Master dissertation], Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences, 2010.
[9]	Bjorn J D, Philipp R L, Matthias J, et al.. Reference target correction based on point-target SAR simulation[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2012, 50(3): 951-958.
[10]	Bjorn J D and Marco S. The radiometric measurement quantity for SAR images[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2013, 51(12): 5307-5313.
[11]	黄培康, 殷红成, 许小剑. 雷达目标特性[M]. 北京: 电子工业出版社, 2010: 16-19. Huang Pei-kang, Yin Hong-cheng, and Xu Xiao-jian. Radar Target Characteristics[M]. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2010: 16-19.
[12]	Griesser T and Balanis A. Backscatter analysis of dihedral corner reflectors using physical optics and the physical theory of diffraction[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 1987, 35(10): 1137-1147.
[13]	Sarabandi K and Chiu T. Optimum corner reflectors for calibration of imaging radars[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 1996, 44(10): 1348-1361.
[14]	林新越, 洪峻, 明峰. 高分辨率SAR参考点目标频带调制效应的校正方法[J]. 国外电子测量技术, 2010, 29(4): 32-36. Lin Xin-yue, Hong Jun, and Ming Feng. A calibration method for frequency modulation of reference targets in high resolution SAR systems[J]. Foreign Electronic Measurement Technology, 2010, 29(4): 32-36.
[15]	Cumming I G and Wong F H. 合成孔径雷达成像算法与实现[M]. 北京: 电子工业出版社, 2007: 38-41. Cumming I G and Wong F H. Digital Processing of Synthetic Aperture Radar Data: Algorithms and Implementation[M]. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2007: 38-41.

[1]	万显荣, 刘同同, 易建新, 但阳鹏, 胡晓凯. LTE外辐射源雷达系统设计及目标探测实验研究 . 雷达学报, 2020, 9(6): 967-973. doi: 10.12000/JR18111
[2]	王超, 王岩飞, 刘畅, 刘碧丹. 基于参数估计的高分辨率SAR运动目标距离徙动校正方法 . 雷达学报, 2019, 8(1): 64-72. doi: 10.12000/JR18054
[3]	张云雷, 汤俊, 王力. 基于假设检验理论的雷达近邻目标距离统计分辨限 . 雷达学报, 2019, 8(1): 17-24. doi: 10.12000/JR18085
[4]	方琳琳, 周超, 王锐, 胡程. 昆虫目标雷达散射截面积特征辅助跟踪算法 . 雷达学报, 2019, 8(5): 598-605. doi: 10.12000/JR19067
[5]	王沛, 孙慧峰, 禹卫东. 一种新颖的星载SAR无线内定标方法研究 . 雷达学报, 2018, 7(4): 425-436. doi: 10.12000/JR18005
[6]	卜运成, 王宇, 张福博, 冀广宇, 陈龙永, 梁兴东. 基于子空间正交的阵列干涉SAR系统相位中心位置定标方法 . 雷达学报, 2018, 7(3): 335-345. doi: 10.12000/JR18007
[7]	吴洋, 白杨, 殷红成, 张良聪. 基于微波倍频源太赫兹频段雷达散射截面测量 . 雷达学报, 2018, 7(1): 147-152. doi: 10.12000/JR17099
[8]	王祥丽, 易伟, 孔令讲. 基于多目标跟踪的相控阵雷达波束和驻留时间联合分配方法 . 雷达学报, 2017, 6(6): 602-610. doi: 10.12000/JR17045
[9]	祝晓静, 李飞, 王宇, 王伟, 孙翔. 基于改进方位相位编码的全极化SAR距离模糊抑制方法 . 雷达学报, 2017, 6(4): 420-431. doi: 10.12000/JR17015
[10]	李棉全, 施龙飞. 全极化相控阵雷达波束扫描对目标观测极化散射矩阵的影响 . 雷达学报, 2016, 5(2): 200-207. doi: 10.12000/JR16035
[11]	王龙刚, 李廉林. 基于互质阵列雷达技术的近距离目标探测方法(英文) . 雷达学报, 2016, 5(3): 244-253. doi: 10.12000/JR16022
[12]	张晶晶, 洪文, 尹嫱. 基于球形截断协方差矩阵的极化SAR分布式目标稳健定标方法 . 雷达学报, 2016, 5(6): 701-710. doi: 10.12000/JR16138
[13]	饶云华, 明燕珍, 林静, 朱逢园, 万显荣, 龚子平. WiFi外辐射源雷达参考信号重构及其对探测性能影响研究 . 雷达学报, 2016, 5(3): 284-292. doi: 10.12000/JR15108
[14]	周伟, 孙艳丽, 许成斌, 关键. 一种多极化SAR舰船目标与方位向模糊鉴别方法 . 雷达学报, 2015, 4(1): 84-92. doi: 10.12000/JR14147
[15]	赵涛, 董纯柱, 任红梅, 殷红成. 基于高频渐近方法的导弹目标群动态RCS 仿真 . 雷达学报, 2014, 3(2): 150-157. doi: 10.3724/SP.J.1300.2014.13153
[16]	杨震, 杨汝良. HJ-1-C 卫星SAR 系统的内定标 . 雷达学报, 2014, 3(3): 314-319. doi: 10.3724/SP.J.1300.2014.14028
[17]	蒋铁珍, 肖文书, 李大圣, 廖同庆. 基于星载机会源的空间目标外辐射源雷达探测技术可行性研究 . 雷达学报, 2014, 3(6): 711-719. doi: 10.12000/JR14080
[18]	武勇, 王俊. 混合卡尔曼滤波在外辐射源雷达目标跟踪中的应用 . 雷达学报, 2014, 3(6): 652-659. doi: 10.12000/JR14113
[19]	陈琳, 张晶晶, 李洋, 洪文. 单发双收SAR 系统通用极化定标算法 . 雷达学报, 2012, 1(3): 323-328. doi: 10.3724/SP.J.1300.2012.20062
[20]	吴鹏飞, 许小剑. 地面平面场RCS 测量异地定标误差分析 . 雷达学报, 2012, 1(1): 58-62. doi: 10.3724/SP.J.1300.2013.10065

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通讯作者:
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2. (中国科学院大学北京 100190)

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1. (National Key Laboratory of Microwave Imaging Technology, Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)

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1. (中国科学院电子学研究所微波成像技术国家重点实验室 北京 100190) 2. (中国科学院大学 北京 100190)

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1. (National Key Laboratory of Microwave Imaging Technology, Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China) 2. (University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)

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