低成本X波段LFMCW-SAR信号源与非线性矫正实证研究

轨道式合成孔径雷达测试与分析是本研究的核心内容，它基于Nios II平台设计了一种频谱分析仪，用于系统的性能评估和验证。在实际操作中，通过设置三角波周期为0.207秒，其中脉宽为0.1035秒，天线口径为0.14米，理论上的方位分辨率约为0.07米。然而，经过处理后发现，实际的方位分辨率优于0.03米，这表明实际性能优于理论值，这得益于喇叭天线的波束宽度大于预期。 在实验中，以一个放置在3米处的角反射器作为测试对象，图像显示存在近端距离旁瓣抬高的现象，这是由于非线性效应导致的。通过采用延迟线数据获取的非线性系数进行处理，成功地抑制了这一问题，使得一维距离像中的近端旁瓣从-6.0dB降低到-14.0dB，提高了约8dB的动态范围。二维成像结果显示，采用改进的kω算法处理后，角反射器的目标图像得到了明显的改善，主瓣峰值提升约1.28dB，同时距离分辨率也有所提升。 影响成像质量的因素包括轨道运行精度不理想，存在速度误差和抖动，直流偏置引起的直达波泄露导致噪声增加，以及发射信号的不稳定。这些因素导致了方位向的散焦。为了提高成像质量，提出了针对性的改进措施，如精确的运动补偿、提高轨道精度、抑制直达波泄露以及优化发射信号源电路设计。 论文还讨论了低成本X波段超宽带LFMCW-SAR信号源的设计，其中基于YIG振荡器的解决方案虽然价格低廉但线性度较低。针对这个问题，作者提出了一种结合宽窄带滤波器的二次迭代高阶模糊函数非线性误差估计与插值重采样的非线性矫正方法，即使在低信噪比条件下也能有效纠正发射信号的非线性。研究使用了仿真数据、延迟线数据和实际轨道SAR数据来验证这一方法的有效性。 关键词集中在LFMCW-SAR系统设计、信号处理、YIG振荡器、高阶模糊函数非线性矫正以及二次矫正成像上。这篇论文不仅关注了雷达系统的设计与实现，而且深入探讨了关键信号处理技术及其在实际应用中的挑战与解决方案。