数字阵列SAR同时多模式信号处理方法研究

Compared with traditional radar, the digital array radar (DAR) have the overcoming advantages. So, the DAR is studied worldwide and is a new direction. Combined with digital array technique, the synthetic aperture radar (SAR) system can be greatly improved in accuracy, efficiency and performance. In this case, the application of SAR can be extended widely and deeply. DAR utilizes direct digitalized transmitting and receiving techniques, and thus the working modes can be selected by using direct software building, and furthermore, multimode can work simultaneously. Digital array SAR with simultaneous multimode not only breakthrough the structure of the traditional signal transmitting and receiving system, but also overcome the limitation of multifunciton on a single radar. Due to the difference between traditonal SAR and digital array SAR in hardware and working mode, the signal processsing methods for traditional radar are not suitable any more. This project is to study the digital array focusing technique, simultaneous multimode imaging algorithms and moving target imaging in simultaneous multimode system. The expected fruits of this project will provide the theory foundation for implementation and application of digital array SAR.

数字阵列雷达具有传统意义上的雷达所无可比拟的优势，是目前世界各国正在努力研究和大力发展的新方向。结合数字阵列技术的合成孔径雷达（SAR），可以使SAR系统在灵活性、效率、探测能力等方面都有很大的提升，从而使SAR系统的应用范围和深度得到拓展。数字阵列SAR采用了收发直接数字化的方式，这使得可以直接通过软件编程的方式选择工作模式，而且多个模式可以同时工作。数字阵列SAR同时多模式系统不仅突破了常规的信号收发系统，更值得一提的是，它利用收发数字多波束形成突破单部雷达在同一时刻实现多功能的局限。由于数字阵列SAR在硬件结构和工作方式都与传统SAR系统不同，因此针对传统系统研究的处理算法也就不再适用了。因此，本项目主要研究数字阵列SAR同时多模式系统中涉及的阵列数字聚焦、同时多模式多路解耦成像和动目标检测成像等问题。该项目的研究将为数字阵列雷达的工程实现和应用研究提供一定的理论基础。

数字阵列合成孔径雷达（SAR）由于在灵活性、效率、探测能力等方面无可比拟的优势，成为目前世界各国正在努力研究和大力发展的新方向。数字阵列SAR同时多模式系统可以灵活选择工作模式，且利用收发数字多波束形成能够实现多个模式同时工作，突破了单部雷达在同一时刻实现多功能的局限。本项目主要研究数字阵列SAR同时多模式系统中涉及的阵列数字聚焦、同时多模式多路解耦成像和动目标检测成像等问题，该项目的研究将为数字阵列雷达的工程实现和应用研究奠定坚实的基础。.依据项目任务计划，在2014年1月到2016年12月三年间针对数字阵列SAR同时多模式信号处理方法开展了相应工作的研究：(1)宽带数字阵列数字聚焦方法：研究了采用对各路数字采样信号进行真延时和初相预失真补偿的方法，实现了宽带数字阵发射数字聚焦；研究了基于信号空-时-频联合处理，实现了空-时-频解耦的宽带数字波束形成方法，解决了宽带数字阵列宽角度扫描存在的非聚焦问题；研究了基于数字调制的同时多模式信号产生技术，并结合发射和接收中的数字阵列聚焦技术，研究了同时多模式信号发射和接收技术。(2)宽带数字阵列SAR同时多模式多路信号解耦统一化成像：针对正侧视多模式SAR提出一种统一聚焦算法，该算法可以同时处理条带、聚束、滑动聚束和TOPS模式SAR数据；针对斜视多模式SAR提出一种基于方位重采样的方法，并对斜视条带、TOPS模式实测数据良好成像；研究了联合数字阵列聚焦技术的方位解混叠算法，实现了用一个算法对不同模式的方位欠采样数据进行解混叠处理；研究了将多模式多路信号解混叠算法与多模式SAR统一聚焦算法相结合，实现了数字阵列SAR的同时多模式多路数据解耦的统一成像处理。(3)稳健的数字阵列SAR动目标成像：提出一种基于Deramp处理的空时自适应处理方法进行杂波抑制处理；研究了数字阵列SAR同时多模式动目标信号分离方法以及稳健的多动目标信号的处理算法；研究了多动目标和地面场景同时成像方法；提出了一种多路信号瞬时干涉的动目标高精度定位方法。