FMCWSAR原理概述

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FMCWSAR原理概述

作者：付凯城曲毅

来源：《物联网技术》2016年第07期

摘要：调频连续波（FMCW）合成孔径雷达（SAR）是一种新体制的成像雷达，具有体

积小、重量轻、耗电少、造价低、分辨率高等优点，在国民经济和国防建设各领域中具有很高的应用价值。文中建立了FMCW SAR的信号模型，概述了其成像原理。

关键词：调频连续波；合成孔径雷达；高分辨率成像；信号模型

中图分类号：TN958 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）07-00-02

0 引言

从1951年美国古德依尔（Goodyear）宇航公司的威利首先提出用频率分析方法改善雷达的角分辨率[1]，到如今的德国Fraunhofer高频物理和雷达技术研究所（FHR）进行了X波段

机载合成孔径雷达5 cm分辨率概念验证实验[2]，合成孔径雷达已有60多年的发展历史，并在军用和民用领域都得到了广泛的应用。传统SAR是脉冲体制的，具有全天时全天候的工作特点，但其质量体积过大、能耗过高使得脉冲SAR 无法应用在小型飞机、无人机和导弹等小型载体上。调频连续波SAR由英国伦敦大学于1988年首次提出[3]，两种技术的结合使得FMCW SAR 拥有了体积小、重量轻、耗电少、造价低、分辨率高等一系列优点，解决了脉冲SAR无法应用在小型载体上的问题，成为SAR技术一个重要的发展方向。

1 信号模型

文献[4]系统地阐述了FMCW SAR信号模型及处理过程。以锯齿波为例，FMCW SAR连续地发射锯齿波信号：

式中，fc为载波频率，α为信号的调频率。

发射信号照射到距离为R的目标后，反射回来的信号是发射信号的延迟信号，延迟时间为：

接收信号为：

通过与发射信号混频实现去调频（Dechirp）处理，从而得到了差频信号：

在式（4）中，第一项为方位相位历程，第二项包含了目标距离信息，第三项为残余视频相位（RVP）。