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题名基于改进等效单基的MEO星机BiSAR成像算法
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作者
任航
张云
吕争
李高鹏
杨雪莹
任瑗
化青龙
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机构
哈尔滨工业大学电子与信息工程学院
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出处
《电子学报》
2025年第7期2513-2531,共19页
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基金
国家自然科学基金(No.62371170,No.62401183)
中国博士后科学基金(No.2024M754185,No.GZB20240967)。
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文摘
中轨(Medium Earth Orbit,MEO)合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有中等分辨率、宽幅观测、短重访周期等优势,结合机载SAR接收机构成双基系统,可突破传统低轨(Low Earth Orbit,LEO)星机双基地SAR的覆盖限制,具有广阔的应用前景.然而,MEO SAR因轨道曲率显著、回波传播时延较长,其成像几何构型更为复杂,导致传统LEO星机双基地SAR成像算法失效;相比之下,尽管地球同步轨道(Geosynchronous Earth Orbit,GEO)SAR也面临“走停”假设和轨迹曲率引起的偏差,但由于其平台高度高、运行速度缓慢、加速度极小,引起的非线性误差通常可通过二阶多项式近似模型予以补偿.MEO SAR平台运动速度与加速度均大得多,引发的高阶非线性相位误差更为严重,使得GEO斜距模型在MEO场景下难以满足精度要求.针对这些挑战,本文提出了一种基于改进等效单基的频域成像算法.首先结合MEO的轨道特性,创新性地引入轨道弯曲补偿因子,提出改进的非“走停”等效单基斜距模型,突破传统等效单基方法对高机动非线性轨迹的建模局限.在此基础上,本文利用级数反演的方法推导信号精确的频域形式,并考虑了场景的方位空变效应,精确补偿了MEO曲线轨迹及长传播时延引起的相位误差,且具有低计算复杂度.实验表明:相比传统方法,所提算法的点目标峰值旁瓣比、积分旁瓣比和分辨率均接近理论值,在扩展面目标仿真中,图像熵降低约30%,对比度提升约20%,可有效抑制MEO SAR复杂轨迹导致的散焦现象.
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关键词
中轨SAR
改进等效单基算法
双基地SAR
非“走停”模型
曲线轨迹
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Keywords
medium-Earth-Orbit synthetic aperture radar(MEO SAR)
improved monostatic equivalent algorithm
bistatic SAR
“non-stop-go”model
curved trajectory
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分类号
TN957.52
[电子电信]
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