阵列成像雷达幅相误差一致性校正方法研究
发布时间：2021-12-11 09:45
阵列成像雷达系统属于多通道雷达系统,利用其进行成像处理时,可以得到比单通道雷达系统更为优越的性能。但是,实际应用中的阵列成像雷达系统在其组成上不可能保证多个通道中使用的物料性能、组装工艺、传输线长短和阵元参数等完全一致,导致阵列成像雷达系统多通道之间不可避免的存在幅度和相位不匹配的问题,主要影响着雷达的成像性能和图像质量,长期以来这个问题成为阵列成像雷达系统实际应用中获得理论上高质量成像的一个瓶颈问题。本文对阵列成像雷达系统多通道之间存在的幅度和相位误差展开研究,以其解决一些现实问题。主要研究工作包括:首先,针对阵列成像雷达系统中幅相误差来源复杂的问题,分析了阵列成像雷达系统存在幅相误差的主要来源,根据误差来源不同,将其分为传输通道特性不一致和阵元特性不一致,建立了包含幅相误差的阵列成像信号模型,通过理论和仿真分析了幅相误差对图像质量和成像性能的影响。其次,针对传输通道特性不一致导致的幅相误差问题,基于FPGA-TDC高精度时间测量的技术,研究了一种新的幅相误差校正方法。该方法利用FPGA-TDC可以实现高精度时间间隔测量的原理,搭建了高精度延时测量平台,避免了传统测量方法需要多次标定...
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ARTINO成像示意图
致传统 SAR 成像中存在阴影的改进方法[12]。2005 年，德国研究机构 FGAN 开展载下视三维成像雷达 ARTINO (Airborne Radar for Three dimensional Imaging adir Observation)样机研制[13]，平台成像示意图及天线布置见图 1-1 和 1-2 所示。翼长 4m 的无人机上安装 ARTINO 系统，让其在距地面 200m 的高空以 10-15m进度飞行，发射信号采用 Ka 波段调频连续波，可以对大约 230m 的测绘带宽进分辨三维成像。2010 年 ARTINO 进行了首次测量任务，但成像结果一直未公布[14017 年，意大利乌迪内大学(UniversityofUdine)的 A.Ganis 等研究了一种便携式三MCW MIMO 演示器，对三维成像雷达的监测能力进行了分析，雷达传感器工作范围在 16-17GHz 之间，采用基于 24 发射机和 24 接收机的 MIMO 雷达架构如-3 所示，传输信号由时分多路复用实现，传输和接收系统采用一种基于传统低成刷电路板的模块化方法，利用接收信号的数字波束形成算法和雷达处理技术，计距离、方位角和高程向的高分辨率，利用现有的天线配置，可以达到 2.9 的角度率，利用该系统的 1GHz 带宽，实现了 0.5m 范围的分辨率，雷达测试场景如图 所示，雷达成像图如图 1-5 所示[15]。
图 1-3 MIMO 雷达天线配置图Fig.1-3 Schematic of the MIMO antenna configuration-4 雷达测试场景 图 1-5 距离-方位剖-4 Radar test field Fig.1-5 Range–azimuth sectio不仅应用在三维成像处理上，也有很多应用是传统 SAR 侧视成像模糊的缺陷。可以应用见度下飞机导航降落等方面。航(DLR)研制了新型机载前视成像雷达实验样
【参考文献】：
期刊论文
[1]后向投影成像算法的GPU优化方法研究[J]. 班阳阳,张劲东,陈家瑞,邱晓燕. 雷达科学与技术. 2014(06)
[2]基于单特显点调频连续波阵列SAR系统幅相误差校正方法研究[J]. 杨晓琳,谭维贤,林赟,王彦平,洪文. 电子与信息学报. 2014(11)
[3]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[J]. 杨晓琳,谭维贤,乞耀龙,王彦平,洪文. 雷达学报. 2014(04)
[4]阵列天线微波成像多通道相位误差校正方法[J]. 韩阔业,王彦平,谭维贤,洪文. 中国科学院研究生院学报. 2012(05)
[5]基于跨航向稀疏阵列的机载下视MIMO 3D-SAR三维成像算法[J]. 彭学明,王彦平,谭维贤,洪文,吴一戎. 电子与信息学报. 2012(04)
[6]一种基于FPGA的高精度单周期TDC设计[J]. 祁迹,邓智,刘以农. 核电子学与探测技术. 2011(04)
[7]相控阵天线的互耦和近场校准[J]. 李杰,高火涛,郑霞. 电子学报. 2005(01)
[8]一种阵列天线阵元位置、幅度及相位误差的有源校正方法[J]. 贾永康,保铮,吴洹. 电子学报. 1996(03)
博士论文
[1]线阵三维合成孔径雷达稀疏成像技术研究[D]. 韦顺军.电子科技大学 2013
[2]阵列测向与阵列校正技术研究[D]. 柳艾飞.西安电子科技大学 2012
[3]多通道雷达系统阵列误差校正方法研究[D]. 徐青.西安电子科技大学 2011
硕士论文
[1]阵列幅相误差校正及实现研究[D]. 程静静.南京理工大学 2014
[2]机载SAR BP算法成像的运动补偿及GPU并行化实现研究[D]. 刘斌.电子科技大学 2013
[3]皮秒分辨率的FPGA-TDC技术研究[D]. 张敏.西安电子科技大学 2013
本文编号：3534454
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ARTINO成像示意图
致传统 SAR 成像中存在阴影的改进方法[12]。2005 年，德国研究机构 FGAN 开展载下视三维成像雷达 ARTINO (Airborne Radar for Three dimensional Imaging adir Observation)样机研制[13]，平台成像示意图及天线布置见图 1-1 和 1-2 所示。翼长 4m 的无人机上安装 ARTINO 系统，让其在距地面 200m 的高空以 10-15m进度飞行，发射信号采用 Ka 波段调频连续波，可以对大约 230m 的测绘带宽进分辨三维成像。2010 年 ARTINO 进行了首次测量任务，但成像结果一直未公布[14017 年，意大利乌迪内大学(UniversityofUdine)的 A.Ganis 等研究了一种便携式三MCW MIMO 演示器，对三维成像雷达的监测能力进行了分析，雷达传感器工作范围在 16-17GHz 之间，采用基于 24 发射机和 24 接收机的 MIMO 雷达架构如-3 所示，传输信号由时分多路复用实现，传输和接收系统采用一种基于传统低成刷电路板的模块化方法，利用接收信号的数字波束形成算法和雷达处理技术，计距离、方位角和高程向的高分辨率，利用现有的天线配置，可以达到 2.9 的角度率，利用该系统的 1GHz 带宽，实现了 0.5m 范围的分辨率，雷达测试场景如图 所示，雷达成像图如图 1-5 所示[15]。
图 1-3 MIMO 雷达天线配置图Fig.1-3 Schematic of the MIMO antenna configuration-4 雷达测试场景 图 1-5 距离-方位剖-4 Radar test field Fig.1-5 Range–azimuth sectio不仅应用在三维成像处理上，也有很多应用是传统 SAR 侧视成像模糊的缺陷。可以应用见度下飞机导航降落等方面。航(DLR)研制了新型机载前视成像雷达实验样
【参考文献】：
期刊论文
[1]后向投影成像算法的GPU优化方法研究[J]. 班阳阳,张劲东,陈家瑞,邱晓燕. 雷达科学与技术. 2014(06)
[2]基于单特显点调频连续波阵列SAR系统幅相误差校正方法研究[J]. 杨晓琳,谭维贤,林赟,王彦平,洪文. 电子与信息学报. 2014(11)
[3]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[J]. 杨晓琳,谭维贤,乞耀龙,王彦平,洪文. 雷达学报. 2014(04)
[4]阵列天线微波成像多通道相位误差校正方法[J]. 韩阔业,王彦平,谭维贤,洪文. 中国科学院研究生院学报. 2012(05)
[5]基于跨航向稀疏阵列的机载下视MIMO 3D-SAR三维成像算法[J]. 彭学明,王彦平,谭维贤,洪文,吴一戎. 电子与信息学报. 2012(04)
[6]一种基于FPGA的高精度单周期TDC设计[J]. 祁迹,邓智,刘以农. 核电子学与探测技术. 2011(04)
[7]相控阵天线的互耦和近场校准[J]. 李杰,高火涛,郑霞. 电子学报. 2005(01)
[8]一种阵列天线阵元位置、幅度及相位误差的有源校正方法[J]. 贾永康,保铮,吴洹. 电子学报. 1996(03)
博士论文
[1]线阵三维合成孔径雷达稀疏成像技术研究[D]. 韦顺军.电子科技大学 2013
[2]阵列测向与阵列校正技术研究[D]. 柳艾飞.西安电子科技大学 2012
[3]多通道雷达系统阵列误差校正方法研究[D]. 徐青.西安电子科技大学 2011
硕士论文
[1]阵列幅相误差校正及实现研究[D]. 程静静.南京理工大学 2014
[2]机载SAR BP算法成像的运动补偿及GPU并行化实现研究[D]. 刘斌.电子科技大学 2013
[3]皮秒分辨率的FPGA-TDC技术研究[D]. 张敏.西安电子科技大学 2013
本文编号：3534454
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