《多發射多接收干涉合成孔徑雷達空時波形編碼方法研究》是依託西安電子科技大學，由劉楠擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多發射多接收干涉合成孔徑雷達空時波形編碼方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉楠
- 依託單位：西安電子科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
MIMO-InSAR是目前InSAR領域的一個新興研究課題。MIMO-InSAR能夠將一個陣元數較少的InSAR觀測陣列等效擴展為一個陣元數較多的大觀測陣列，從而大幅提高其三維成像的性能。MIMO-InSAR工程實現中的關鍵技術之一是在每個接收陣元上將源自不同陣元發射信號的回波彼此分離。本項目擬研究MIMO-InSAR空時波形編碼方法，通過在空域和時域兩個維度上對MIMO-InSAR各觀測陣元發射信號的能量進行分配和調度以避免其回波發生混疊，從而在這兩個維度上完成回波分離。如此則不再要求各陣元發射彼此正交的信號，可以避免依靠發射正交信號實現回波分離所要面臨的回波間相互干擾嚴重和缺乏大場景、高精度成像算法等問題。同時，通過空時多維波形編碼對MIMO-InSAR空、時資源的分配和調度進行最佳化，以緩解方位維高分辨與距離維測繪頻寬度之間的矛盾，在完成回波分離的同時實現寬域、高分辨三維成像。
結題摘要
MIMO InSAR能夠將一個陣元數較少的InSAR觀測陣列等效擴展為一個陣元數較多的大觀測陣列，從而大幅提高其三維成像的性能。MIMO InSAR工程實現中的關鍵技術之一是將源自不同陣元發射信號的回波彼此分離。常規MIMO雷達各陣元發射彼此“正交”的信號，以此實現回波分離。然而現有“正交”信號間的正交性並不能滿足SAR成像的要求。為此，本項目研究了MIMO InSAR空時波形編碼方法，通過在空、時等多個維度上對各陣元發射信號進行編碼以避免其回波發生混疊，從而實現高隔離度的回波分離。首先，本項目提出了MIMO InSAR時域波形編碼方法，利用交替發射避免了各陣元發射信號發射信號的主瓣回波在時域發生混疊，能夠保證高隔離度的回波分離。同時通過引入方位多通道波束掃描技術提高了觀測條頻寬度和方位解析度。同時，本項目研究了基於STBC技術和OFDM技術的MIMO-InSAR脈間波形編碼方法，相比分時交替發射模式，這些方法通過在脈間塊編碼的方式在各陣元同步發射的條件下保證了其發射信號在脈衝串意義上的可分離性，從而提高了對於時間資源的利用效率、有利於提高SAR圖像的信噪比。其次，利用InSAR回波距離向波數譜偏移原理和方位向都卜勒譜偏移原理，本項目分別提出了MIMO InSAR距離頻域波形編碼方法和方位空域波形編碼方法，利用發射信號中心頻率偏移和發射波束方位指向偏移，既可保證不同收－發組合間的回波相關性，也提供了不同收－發組合間的回波可分離性。針對星載分散式SAR系統垂直航向基線和沿航向基線相混合的空域分布特點，本項目提出了MIMO InSAR空時多維波形編碼方法、空時多維回波分離方法和系統幾何構型設計約束，從而能夠適應星載分散式SAR複雜和時變的觀測陣列。並且通過空時聯合回波分離處理，能夠避免系統等效脈衝重複頻率下降，從而可在不引入複雜的方位多通道波束掃描技術的條件下實現寬域觀測。通過上述方法，我們可以在不依賴發射信號正交性的條件下，有效地實現MIMO InSAR回波分離。另外，本項目提出了利用混沌序列調製信號以及多脈衝積累的方式提高MIMO雷達發射信號正交性的方法，能夠從脈衝串的意義上提高MIMO雷達各發射信號的正交性。同時，利用MIMO雷達虛擬陣列的特殊結構，提出了一種低複雜度MIMO InSAR高程估計算法。本項目還將MIMO InSAR的思想套用於地－月雙
