基于单特显点目标回波的阵列3D SAR 幅相误差一致性校正方法研究

杨晓琳; 谭维贤; 乞耀龙; 王彦平; 洪文

doi:10.3724/SP.J.1300.2014.14037

基于单特显点目标回波的阵列3D SAR 幅相误差一致性校正方法研究

doi: 10.3724/SP.J.1300.2014.14037

1.
(中国科学院电子学研究所北京 100190)
2.
(微波成像技术重点实验室北京 100190)
3.
(中国科学院大学北京 100049)

基金项目:

国家自然科学基金(61072112, 61372186)和国家自然科学基金青年基金(61002038)资助课题

详细信息

作者简介:
杨晓琳(1985-)，男，2008年和2011年毕业于北京航空航天大学电子与信息工程学院并分别获得工学学士和工学硕士学位，现为中国科学院电子学研究所博士研究生。主要研究方向为阵列3维合成孔径雷达成像处理、阵列成像雷达系统幅相误差校正等。E-mail:yangxl308@gmail.com 谭维贤(1981-)，男，2009年毕业于中国科学院电子学研究所，获得工学博士学位，现为中国科学院电子学研究所副研究员。主要研究方向为微波3维成像、合成孔径雷达3维成像体制与算法等。E-mail:wxtan@mail.ie.ac.cn 乞耀龙(1984-)，男，2012年毕业于中国科学院电子学研究所，获得工学博士学位，现为中国科学院电子学研究所助理研究员。主要研究方向为近景微波3维成像，阵列成像，地基合成孔径雷达系统等。E-mail:longgniy@163.com 王彦平(1976-)，男，2004年毕业于中国科学院电子学研究所，获得工学博士学位，现为中国科学院电子学研究所研究员。主要研究方向为极化干涉SAR数据处理、合成孔径雷达3维成像体制等。E-mail:ypwang@mail.ie.ac.cn 洪文(1968-)，女，1997年毕业于北京航空航天大学，获工学博士学位。研究经历包括北京航空航天大学电子工程系副教授、德国宇航院雷达与微波技术所客座研究员等，现为中国科学院电子学研究所研究员，博士生导师，院优秀教师获得者，中科院“百人计划”。主要研究方向为极化/极化干涉合成孔径雷达数据处理及应用、3维微波成像新概念新体制新方法等。E-mail:whong@mail.ie.ac.cn

Amplitude and Phase Errors Correction for Array 3D SAR System Based on Single Prominent Point Like Target Echo Data

1.
(Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences (IECAS), Beijing 100190, China)
2.
(Science and Technology on Microwave Imaging Laboratory, Beijing 100190, China)
3.
(University of Chinese Academy of Science, Beijing 100049, China)

摘要: 阵列3D SAR 技术以实孔径和合成孔径相结合的方式，实现对观测场景目标的3 维分辨。实际阵列SAR系统接收回波中不可避免地存在多通道幅相误差问题，直接成像处理会造成重建的雷达图像质量降级。该文建立了考虑幅相误差的阵列3D SAR 回波模型，提出了一种基于单特显点目标回波进行阵列幅相误差估计的方法，并针对阵列3D SAR 应用，提出了对幅相误差进行补偿的数据处理流程，最后通过仿真和实际数据处理对提出的模型和方法进行了验证。
- 阵列3D SAR /
- 阵列误差校正 /
- 特显点 /
- 距离徙动算法
Abstract: The Array 3D SAR has the ability of resolving imaging in three dimensions using the novel combination of linear array antennas and synthetic aperture. A practical array SAR system has the problem of multi-channel amplitude and phase errors, which can degrade the quality of the reconstruction image. The echo model with amplitude and phase errors is presented. The effect of each errors are analyzed and a calibration method based on Single Prominent Point Like Target Echo Data is proposed. For the application of 3D imaging, the range migration algorithm with calibration scheme is also proposed. Simulations and real data processing are performed to validate the proposed calibration scheme.
- Array 3D SAR /
- Array error calibration /
- Prominent point /
- Range migration algorithm

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[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]	闫敏, 韦顺军, 田博坤, 张晓玲, 师君. 基于稀疏贝叶斯正则化的阵列SAR高分辨三维成像算法 . 雷达学报, 2018, 7(6): 705-716. doi: 10.12000/JR18067
[4]	刘奇勇, 张群, 洪文, 苏令华, 梁佳. 基于参数估计的下视稀疏阵列三维SAR运动误差补偿和成像处理方法 . 雷达学报, 2018, 7(6): 730-739. doi: 10.12000/JR18107
[5]	明婧, 张晓玲, 蒲羚, 师君. 一种新型圆迹阵列三维SAR系统的点扩散函数分析与地面实验结果 . 雷达学报, 2018, 7(6): 770-776. doi: 10.12000/JR18068
[6]	田鹤, 李道京. 稀疏重航过阵列SAR运动误差补偿和三维成像方法 . 雷达学报, 2018, 7(6): 717-729. doi: 10.12000/JR18101
[7]	王松, 张福博, 陈龙永, 梁兴东. 基于空间聚类种子生长算法的阵列干涉SAR点云滤波 . 雷达学报, 2018, 7(3): 355-363. doi: 10.12000/JR18006
[8]	刘向阳, 杨君刚, 孟进, 张晓, 牛德智. 低信噪比下基于Hough变换的前视阵列SAR稀疏三维成像 . 雷达学报, 2017, 6(3): 316-323. doi: 10.12000/JR17011
[9]	刘云龙, 李焱磊, 周良将, 梁兴东. 一种机载SAR快速几何精校正算法 . 雷达学报, 2016, 5(4): 419-424. doi: 10.12000/JR16064
[10]	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
[11]	师君, 张晓玲, 韦顺军, 向高, 杨建宇. 基于变分模型的阵列三维SAR最优DEM重建方法 . 雷达学报, 2015, 4(1): 20-28. doi: 10.12000/JR14136
[12]	李学仕, 孙光才, 邵鹏, 吴玉峰, 邢孟道. 基于数字阵列雷达的同时多模式SAR 成像体制研究 . 雷达学报, 2014, 3(4): 480-489. doi: 10.3724/SP.J.1300.2014.13113
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[14]	张磊, 邓云凯, 王宇, 郑世超, 杨亮. 基于代价函数的通道误差校正方法(英文) . 雷达学报, 2014, 3(5): 556-564. doi: 10.3724/SP.J.1300.2014.14052
[15]	田雪, 梁兴东, 李焱磊, 董勇伟. 基于子孔径包络误差校正的SAR高精度运动补偿方法 . 雷达学报, 2014, 3(5): 583-590. doi: 10.3724/SP.J.1300.2014.14068
[16]	郑世超, 宋红军, 刘亚波, 闫贺, 吴琨. 广域监视动目标检测模式下动目标快速定位误差分析 . 雷达学报, 2013, 2(4): 445-453. doi: 10.3724/SP.J.1300.2013.13076
[17]	张英杰, 王彦平, 谭维贤, 洪文. 机载前视阵列SAR 运动补偿研究 . 雷达学报, 2013, 2(2): 168-179. doi: 10.3724/SP.J.1300.2012.20067
[18]	张峰会, 王岩飞. 一种消除调频连续波SAR距离频谱混叠的FS算法 . 雷达学报, 2012, 1(1): 76-81. doi: 10.3724/SP.J.1300.2012.10066
[19]	龚斌, 王壮, 程翥. 基于功率聚焦的宽带阵列信号检测算法 . 雷达学报, 2012, 1(3): 253-261. doi: 10.3724/SP.J.1300.2012.20049
[20]	张兴良, 王可人, 樊甫华. 典型阵列快速MUSIC 算法研究 . 雷达学报, 2012, 1(2): 149-156. doi: 10.3724/SP.J.1300.2012.20026

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基于单特显点目标回波的阵列3D SAR 幅相误差一致性校正方法研究

1. (中国科学院电子学研究所北京 100190)

2. (微波成像技术重点实验室北京 100190)

3. (中国科学院大学北京 100049)

基金项目:

国家自然科学基金(61072112, 61372186)和国家自然科学基金青年基金(61002038)资助课题

作者简介:
杨晓琳(1985-)，男，2008年和2011年毕业于北京航空航天大学电子与信息工程学院并分别获得工学学士和工学硕士学位，现为中国科学院电子学研究所博士研究生。主要研究方向为阵列3维合成孔径雷达成像处理、阵列成像雷达系统幅相误差校正等。E-mail:yangxl308@gmail.com 谭维贤(1981-)，男，2009年毕业于中国科学院电子学研究所，获得工学博士学位，现为中国科学院电子学研究所副研究员。主要研究方向为微波3维成像、合成孔径雷达3维成像体制与算法等。E-mail:wxtan@mail.ie.ac.cn 乞耀龙(1984-)，男，2012年毕业于中国科学院电子学研究所，获得工学博士学位，现为中国科学院电子学研究所助理研究员。主要研究方向为近景微波3维成像，阵列成像，地基合成孔径雷达系统等。E-mail:longgniy@163.com 王彦平(1976-)，男，2004年毕业于中国科学院电子学研究所，获得工学博士学位，现为中国科学院电子学研究所研究员。主要研究方向为极化干涉SAR数据处理、合成孔径雷达3维成像体制等。E-mail:ypwang@mail.ie.ac.cn 洪文(1968-)，女，1997年毕业于北京航空航天大学，获工学博士学位。研究经历包括北京航空航天大学电子工程系副教授、德国宇航院雷达与微波技术所客座研究员等，现为中国科学院电子学研究所研究员，博士生导师，院优秀教师获得者，中科院“百人计划”。主要研究方向为极化/极化干涉合成孔径雷达数据处理及应用、3维微波成像新概念新体制新方法等。E-mail:whong@mail.ie.ac.cn

收稿日期: 2014-02-24

修回日期: 2014-07-10

刊出日期: 2014-08-28

关键词:

阵列3D SAR /

阵列误差校正 /

特显点 /

距离徙动算法

摘要: 阵列3D SAR 技术以实孔径和合成孔径相结合的方式，实现对观测场景目标的3 维分辨。实际阵列SAR系统接收回波中不可避免地存在多通道幅相误差问题，直接成像处理会造成重建的雷达图像质量降级。该文建立了考虑幅相误差的阵列3D SAR 回波模型，提出了一种基于单特显点目标回波进行阵列幅相误差估计的方法，并针对阵列3D SAR 应用，提出了对幅相误差进行补偿的数据处理流程，最后通过仿真和实际数据处理对提出的模型和方法进行了验证。

基于单特显点目标回波的阵列3D SAR 幅相误差一致性校正方法研究

doi: 10.3724/SP.J.1300.2014.14037

Amplitude and Phase Errors Correction for Array 3D SAR System Based on Single Prominent Point Like Target Echo Data

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基于单特显点目标回波的阵列3D SAR 幅相误差一致性校正方法研究

doi: 10.3724/SP.J.1300.2014.14037

1. (中国科学院电子学研究所北京 100190)

2. (微波成像技术重点实验室北京 100190)

3. (中国科学院大学北京 100049)

English Abstract

Amplitude and Phase Errors Correction for Array 3D SAR System Based on Single Prominent Point Like Target Echo Data

1. (Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences (IECAS), Beijing 100190, China)

2. (Science and Technology on Microwave Imaging Laboratory, Beijing 100190, China)

3. (University of Chinese Academy of Science, Beijing 100049, China)

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基于单特显点目标回波的阵列3D SAR 幅相误差一致性校正方法研究

doi: 10.3724/SP.J.1300.2014.14037

1. (中国科学院电子学研究所 北京 100190) 2. (微波成像技术重点实验室 北京 100190) 3. (中国科学院大学 北京 100049)

English Abstract

Amplitude and Phase Errors Correction for Array 3D SAR System Based on Single Prominent Point Like Target Echo Data

1. (Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences (IECAS), Beijing 100190, China) 2. (Science and Technology on Microwave Imaging Laboratory, Beijing 100190, China) 3. (University of Chinese Academy of Science, Beijing 100049, China)

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