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小型无人机载调频连续波合成孔径雷达成像

DOI：10.3390/s19010087 期刊：Sensors 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 由于成本低廉且操作灵活（包括能以不同俯仰角成像以实现精确目标识别），无人机载调频连续波合成孔径雷达正受到越来越多的关注。然而小型无人机因导航控制简单且易受气流扰动影响，存在轨迹偏差大、距离-方位耦合严重的问题。本文采用斜视最小化技术降低该耦合效应，同时通过附加频谱缩放消除脉冲内运动影响；进而推导改进的距离多普勒算法实现二阶距离压缩与分块距离徙动校正；基于原始数据采用多普勒跟踪器进行运动补偿；运用斜视方位相关相位梯度算法处理方位相关参数及非精确去斜过程，并结合最小熵自聚焦算法；最终采用方位非线性调频缩放实现方位压缩。仿真与实测数据实验结果验证了上述信号处理方法的有效性。
作者： Xianyang Hu，Changzheng Ma，Ruizhi Hu，Tat Soon Yeo
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发并验证一种针对小斜视无人机载FMCW SAR数据的信号处理方法，解决轨迹偏差、距离-方位耦合以及无需高精度惯导的运动补偿等问题。

研究成果

所提出的信号处理方法能有效聚焦小斜视无人机载FMCW SAR数据，降低距离-方位耦合，在无需高精度惯导系统的情况下实现高分辨率成像。SAPGA比传统PGA更能处理方位相关问题，该方法计算高效且成本效益好，适用于未来三维成像和动目标检测等应用。

研究不足

该方法假设基于子孔径处理时方位带宽较小且斜视角不太大。对于极高斜视角或宽波束情况可能无法有效处理，且计算效率可能受MEA步骤影响，不过通过小孔径处理和有限迭代次数可缓解此问题。

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