姓名：尉啟 電子工程學(xué)院 22021110305
【嵌牛導(dǎo)讀】為在星載單發(fā)多收SAR的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高系統(tǒng)的多方面性能并實(shí)現(xiàn)HRWS成像，提出了多種新穎的星載SAR成像模式和技術(shù)。其中，在一個(gè)PRI內(nèi)傳輸多個(gè)子脈沖的成像模式可以有效提升SAR系統(tǒng)性能，該成像模式又被稱為多維波形編碼MIMO-SAR系統(tǒng)，最早于2007年被德國宇航局的學(xué)者們提出。其中，每個(gè)子脈沖均可以在時(shí)域、空域、頻域等多種維度多種方面進(jìn)行任意設(shè)定。然而對于某些多子脈沖的成像模式，系統(tǒng)所發(fā)射的不同子脈沖間具有相同的載波頻率和相位調(diào)制，因此，同時(shí)行進(jìn)在整個(gè)成像區(qū)域內(nèi)的多個(gè)子脈沖的回波信號會在接收機(jī)處混合，造成多子脈沖成像模式的回波混疊，且這種混疊回波在時(shí)域和頻域上都是難以分離的。具有多個(gè)子孔徑的距離DBF可根據(jù)發(fā)射子脈沖時(shí)的不同視角，以高增益接收所需子脈沖的回波信號，以極低增益接收其他子脈沖的回波信號，從而實(shí)現(xiàn)混疊回波的分離。為了提高DBF處理器在回波分離方面的性能，應(yīng)增加接收天線的高度。然而在星載SAR中，由于大脈沖持續(xù)時(shí)間導(dǎo)致的脈沖擴(kuò)展將降低DBF處理器在回波分離時(shí)的性能，尤其是對于星載HRWS-SAR系統(tǒng)。
【嵌牛鼻子】 SAR HRWS DBF 混疊回波
【嵌牛提問】 如何實(shí)現(xiàn)混疊回波的分離？
【嵌牛正文】
在一個(gè)PRI內(nèi)傳輸多個(gè)具有相同載波頻率和波形的子脈沖信號可以提高SAR系統(tǒng)的多方面性能并獲取HRWS圖像，這些子脈沖信號可以分別沿距離向或方位向子波束依次發(fā)射，從而改善SAR系統(tǒng)的多方面性能。然而該模式在接收時(shí)易受子脈沖間的干擾造成回波混疊，導(dǎo)致距離模糊。圖1給出了在一個(gè)PRI內(nèi)傳輸兩個(gè)具有相同載波頻率和波形的子脈沖信號，這兩個(gè)子脈沖以不同的時(shí)延依次發(fā)射并照射同一個(gè)寬測繪帶。如圖1所示，P和Q是測繪帶內(nèi)的兩個(gè)點(diǎn)目標(biāo)，其中點(diǎn)目標(biāo)P的回波對應(yīng)于子脈沖1的回波，點(diǎn)目標(biāo)Q的回波對應(yīng)于子脈沖2的回波。可以看到，對于場景中任意的單點(diǎn)目標(biāo)而言，多子脈沖信號的回波在時(shí)域上是分離開的。然而，對于實(shí)際場景目標(biāo)而言，來自于不同子脈沖的回波信號卻會在接收機(jī)處混疊在一起，導(dǎo)致距離模糊。
幸運(yùn)的是，這些混疊回波的子脈沖信號均來自于不同的地表區(qū)域，具有不同的距離向視角。因此，具有不同視角的多個(gè)子脈沖信號所對應(yīng)的回波可以通過DBF以高增益接收所需子脈沖的回波信號，同時(shí)以低增益接收其他子脈沖的回波信號達(dá)到抑制的效果，實(shí)現(xiàn)混疊回波的分離。
盡管采用DBF技術(shù)可以使系統(tǒng)形成相應(yīng)的多個(gè)窄掃描波束對多子脈沖回波進(jìn)行接收，然而在多子脈沖模式中，同一時(shí)刻有多個(gè)子脈沖在整個(gè)測繪帶內(nèi)行進(jìn)，僅采用DBF方法難以保證SAR系統(tǒng)以最大接收增益接收所需子脈沖的回波并抑制來自其他子脈沖的干擾回波，因此，其他子脈沖殘余的干擾回波會與所需的子脈沖信號混疊，造成距離模糊。
為了解決上述難題，學(xué)者們提出了一種基于零陷的DBF處理方法。圖2給出了用于實(shí)現(xiàn)混疊回波分離并抑制距離模糊的零陷DBF模型圖，且該圖僅給出了其中任意一個(gè)子脈沖的窄掃描接收波束示意圖，可以看到其采用高增益筆形接收波束始終指向所需子脈沖的回波，確保時(shí)刻以最大增益接收相應(yīng)子脈沖的回波，同時(shí)采用低增益甚至是零增益接收波束指向其他子脈沖的干擾回波，從而實(shí)現(xiàn)對其他干擾子脈沖回波的深度抑制。
