摘要：为了研究原始数据压缩对InSAR系统干涉测高的影响。该文应用4组典型高程起伏的ERS-1/2实测数据,对Block Adaptive Quantization(BAQ)与Amplitude-Phase(AP)两种有重要工程应用潜力的算法对干涉测高影响进行研究。试验结果表明:BAQ算法在设计时,要合理选择数据分块尺寸;同时,对于测高精度要求较高且垂直基线较短的系统,量化位数应至少为4bit。AP算法在设计时,要合理分配幅度和相位量化位数。对于平均比特率为3bit/sample,AP算法最优方案为幅度2bit、相位4bit,其性能介于3bitBAQ和4bitBAQ之间。

摘要：应用于合成孔径雷达(SAR)的数字自动增益控制(DAGC)需要合适的增益门限才能有效地扩展接收机的动态范围,保证闭环系统稳定。针对应用于SAR的增益控制策略,在深入研究DAGC的单、双门限步进调整法的基础上,通过回波信号统计和系统性能分析,提出一种基于信噪比最优准则的门限设置方法,并给出双门限调整法的上下门限对比量的限定。数据域参数对比和仿真成像结果表明,该门限设置方法优于常规方法,更适用于SAR的自动增益控制。

摘要：将星载MIMO-SAR系统与距离向数字波束形成技术相结合,设计了DBF-MIMO-SAR系统,能够解决星载MIMO-SAR系统距离模糊较大的问题.该系统方位向各孔径不是同时发射信号,而是按照一定的时间顺序,顺序发射.接收回波时,各孔径同时接收,在距离向使用DBF技术,分离回波信号和抑制距离模糊.同时分析了DBF-MIMO-SAR系统主要系统参数,包括脉冲重复频率、孔径间发射脉冲延时、雷达方程、数据率.仿真结果表明,该系统能有效地实现高分辨率宽测绘带模式,减小距离模糊和方位模糊.

摘要：为解决DBF-SAR系统数据率巨大和星上处理复杂的问题,提出了一种将各通道回波和距离向匹配滤波器都1比特量化的处理方法。首先证明当回波信噪比较低时,符号位已包含了目标的幅度信息,从而为1比特量化提供了可能;在此基础上,利用各通道间信号相关性强而噪声相关性弱的特点,通过数字波束成形技术,提高了系统信噪比。接着探讨了该方法的硬件实现结构和资源消耗情况。最后,仿真结果表明了方法的有效性。该方法在不明显降低成像质量的前提下,简化了系统电路设计和减小了数据率,对DBF-SAR系统的工程实现有一定参考价值。

摘要：在现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)中设计与实现了一种星载合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)中频数字接收机,并对数据形成技术进行了研究。考虑到FPGA乘法器资源有限,在详细分析了中频、采样率和抽取因子三者关系的基础上,实现了不同带宽信号的多相下变频优化结构。为减轻数据下传链路的压力,实现了压缩比可变的分块自适应量化(block adaptive quantization,BAQ)压缩模块。最后给出了设计实例,实验结果证明了方案的有效性:BAQ 8:3输出结果I、Q两路信噪比为14.6 dB,脉压后主瓣展宽只有2‰,积分旁瓣比达到了理论值的93%。

摘要：为了解决A/D饱和而导致的传统Block Adaptive Quantization(BAQ)算法性能明显下降问题,提出了A/D后信号标准差的概念,并区别于传统处理方式,提出应用A/D后信号标准差归一化饱和原始数据,推导了适用于工程计算的数据幅度均值与A/D后信号标准差映射曲线.其次,对BAQ算法核心的Lloyd-Max量化器引入了饱和修正项,提出并完整推导了新的抗饱和最优非线性标量量化器,给出其详尽的设计方案.同时,详细分析了工程上应用FPGA实现星上实时编码时的Look-uptable设计问题.地面解码时,推导了信号饱和度、A/D峰-峰值、A/D前、后信号标准差以及信号幅度均值五者之间的映射关系,并以此为依据设计功率补偿解码器,补偿A/D饱和而引起的SAR原始数据功率损失.ERS-1实测数据及仿真数据的实验结果表明,当A/D饱和时提出的压缩、解压缩算法性能明显优于BAQ算法.

摘要：提出了一种星载合成孔径雷达(SAR)回波中频采样后直接分块自适应量化(BAQ)的设计.从理论上证明了中频BAQ的可行性.与中频回波数字下变频后再BAQ的典型结构相比,该设计将数字下变频放到地面进行,简化了电路结构,节省了硬件资源.采用免混频结构时,仿真结果表明:下传数据率相同的情况下两者的性能接近,新方案所耗费的硬件资源不到前者的1/3.

摘要：传统矢量量化器的码本普适性差,需要在线更新,难以在星载SAR系统中实现.文中针对星载SAR原始数据的统计特性,以多维空间上的失真函数为代价函数,根据输入数据的联合概率密度函数设计得到了具有普适性的矢量量化码本,分析了原始数据矢量量化编码以及解码方案.在此基础上,深入研究了矢量量化级联熵编码方案的可行性以及码字索引在信道传输发生误码时算法的稳健性.实际数据处理结果表明,文中算法具有普适性,矢量量化码本的普适性使得码本可以进行离线设计,为矢量量化的星载实用化提供了理论指导.

摘要：星载合成孔径雷达(SAR)压缩后的原始数据信噪比是SAR系统设计时原始数据压缩比选取以及应用分析的重要理论依据,前人常用的量化信噪比并不能完全表征压缩后信号与噪声的关系.本文提出了量化区间跃迁的统计概率模型,旨在得出考虑系统噪声情况下,饱和度全集上星载SAR原始数据信噪比在ADC前与BAQ后的映射关系:当回波信号功率较小,输入信噪比较低时,4bit,3bit,2bit,1bitBAQ压缩后信噪比区别不大;当回波为中等功率信号且信噪比较高时,压缩比特数每减少1bit,信噪比恶化约5dB;当回波功率较大,ADC饱和时,量化后原始数据信噪比呈阶跃性下降,饱和度越高,信噪比恶化越严重.本文采用模拟高斯数据和实测SAR原始数据验证了理论结果的正确性,为星载SAR系统设计时BAQ压缩比的选取以及后续的应用分析提供了理论依据.

摘要：SAR原始回波模拟在系统设计及成像算法验证等方面具有重要的理论及工程实践意义。文中在分析并建立合成孔径雷达回波信号数学模型的基础上,研究一种基于真实场景的SAR回波模拟方法。该方法利用SAR真实场景图像的灰度信息近似求得场景后向散射系数,根据雷达脉冲工作流程生成回波数据,具有实现简单、计算量小、回波模拟结果精确等优点。通过点目标、面目标和真实场景回波的仿真实验,从回波数据的统计特性以及图像级角度验证了其可行性。