FMCW SAR运动补偿技术的研究

简介：
本研究聚焦于频移连续波合成孔径雷达(SAR)技术中的运动补偿方法，旨在提高成像精度和质量。通过深入分析信号处理与算法优化，提出创新性解决方案以应对复杂动态环境下的挑战。 FMCW SAR（调频连续波合成孔径雷达）结合了FMCW技术和SAR成像技术的优势。由于其小型化、低成本及低功耗的特点，极大地促进了高分辨率成像传感器的发展。作为一种全天候高性能的成像手段，SAR与无人机相结合扩大了应用范围，并提升了无人机感知能力，因此受到了广泛关注。然而，在微小型无人机上使用传统脉冲体制的SAR受到载荷和能耗限制的问题可以通过FMCW SAR技术得到解决。 本段落提出了一种非理想情况下FMCW SAR回波信号模型并分析了前向运动误差及沿视线方向的补偿处理方法，通过实测数据验证了该流程的有效性，为FMCW SAR的运动补偿提供了理论和实验依据。同时，文章还探讨了FMCW SAR与脉冲体制SAR在运动补偿上的区别，并指出由于前者发射信号时间较长，“停-走-停”假设不再适用，传统的脉冲体制下方法不适用于FMCW SAR。考虑到微小型无人机平台中飞行稳定性较差的问题，本段落提出了一种适合于FMCW SAR实时成像处理的三维运动补偿方案。 在讨论FMCW SAR成像几何及信号模型时，文中提供了一个非理想条件下正侧视条带的成像几何模型，并通过XYZ三维直角坐标系确立了精确的成像参考框架。X轴为预定航迹方向，O点垂直于ZOY平面，构建出一个准确的空间定位系统。 文章的重要技术关键词包括调频连续波（FMCW）、合成孔径雷达（SAR）、运动补偿、距离多普勒和频率变标等。这些术语不仅反映了研究的核心内容，也是理解和应用SAR成像的关键概念。 最后，本段落得到了国家自然科学基金的支持，表明这项工作获得了国家级科研机构的认可与资助。 总体而言，FMCW SAR技术在军事及民用领域都具有广阔的应用前景。凭借其小型化、低功耗和低成本的特点，该技术有望成为国内外研究的热点，并进一步推动高分辨率成像技术的发展及其实际应用中的效能提升。