單發多收合成孔徑雷達模擬與實驗

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姓名

劉修昀(Hsiu-yun Liu) 查詢紙本館藏

畢業系所

太空科學研究所

論文名稱

單發多收合成孔徑雷達模擬與實驗
(Implementation of SAR Image Processing with SIMO Technique)

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摘要(中)

本論文針對合成孔徑(Synthetic Aperture Radar, SAR)雷達實現單發多收系統進行研究，在方位向(Azimuth)架設多支天線，運用相位中心偏置天線原理(Displaced Phase Centre Antenna, DPCA)配合多通道重構(Multi-channel Reconstruction)的技術對回波訊號做處理，提出在維持方位解析度的情況下，運用單發多收來改善合成孔徑雷達的測繪帶寬度。
藉由實驗驗證基於方位向多天線的合成孔徑雷達(SAR)實現方法。通過在方位向上安置多個相位中心偏置的天線來降低系統對脈衝重複頻率(Pulse Repeat Frequency, PRF)的要求，並模擬在衛載SAR系統中運用單發多收(Single Input Multiple Output, SIMO)技術，探討測繪帶寬度與方位解析度之情況。但由於在實驗中會產生由脈衝重複頻率的變化造成信號非均勻採樣的因素，因此本文採用了多通道重構算法與DPCA技術來恢復均勻採樣信號。
驗證方式以三通道模式SAR系統在暗室(chamber)進行實驗，通過實驗驗證了該算法的有效性，並可以解決因PRF值變化造成的測繪帶寬和方位向解析度之間的矛盾。由模擬和實驗之成像結果，得出能在維持單發單收SAR高方位解析度情況下，擴展測繪帶之寬度，達到高解析度寬測繪帶(High Resolution Wide Swath)的大範圍探測。

摘要(英)

In this study, a single-input multi–output (SIMO) scheme is proposed to improve the azimuth resolution of conventional single-input single-output (SISO) Synthetic Aperture Radar (SAR) based on Displaced Phase Centre Antenna (DPCA) technique and Multi-Channel Reconstruction Algorithm (MCRA).
A DPCA SAR scheme can acquire more than one azimuth sampling during one pulse repeated period. Therefore, the required Pulse Repetition Frequency (PRF) can be greatly decreased while enabling a wider imaging swath. A Multi-Channel Reconstruction Algorithm (MCRA) is applied to recover the uniformity of non-uniform sampling signal resulted from the varieties of the PRF. We adopt a three-channel DPCA SAR system for experiments and several simulations are performed to verify the proposed reconstruction algorithm.
The images performance of the proposed method has been compared with conventional SAR. The experimental results show the advances of the SIMO-based SAR with wider swath under the same azimuth resolution.

關鍵字(中)

★ 合成孔徑雷達
★ 相位中心偏置天線
★ 高解析度寬測繪帶
★ 單發多收技術
★ 多通道重構技術
★ 距離都卜勒成像

關鍵字(英)

★ Synthetic Aperture Radar
★ DPCA
★ HRWS
★ SIMO
★ MCRA
★ RDA

論文目次

摘要 i
Abstract ii
致謝 iii
目錄 v
圖目錄 viii
表目錄 x
一、緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 文獻回顧與研究方法概述 2
1.3 論文架構 3
二、合成孔徑雷達系統理論 4
2.1合成孔徑雷達 4
2.2 合成孔徑雷達發射訊號 6
2.3 脈衝重複頻率 9
2.4 測繪帶與方位向解析度之矛盾 9
2.5 脈衝壓縮 10
2.6 解析度 12
2.6.1 距離方向解析度 12
2.6.2 方位方向解析度 13
2.7 多波束接收系統 15
三、單發多收SAR成像分析 20
3.1 SIMO SAR成像介紹 20
3.2高解析度寬測繪帶成像技術 21
3.3多通道SIMO SAR工作原理 22
3.4取樣情況分析 24
3.4.1非均勻取樣成像分析 26
3.4.2非均勻取樣問題討論 33
四、單發多收SAR成像處理 34
4.1 SIMO SAR成像處理 34
4.2 SIMO SAR訊號模型 34
4.2.1 SIMO SAR數學模型 36
4.2.2 SIMO SAR多通道重構原理 42
4.2.3 SIMO SAR多通道重構模型 46
4.2.4 SIMO SAR多通道重構流程 48
五、模擬與實驗成果分析 49
5.1 整體系統架構說明 49
5.1.1 天線 49
5.1.2 網路分析儀 (PNA-X) 51
5.1.3 資料接收與儀表控制 52
5.1.4 系統配置 54
5.2 模擬結果 56
5.2.1 衛載SIMO SAR模擬分析 56
5.2.2 測繪帶分析 64
5.3 實驗分析 70
5.3.1 實驗一 SISO SAR點目標成像 71
5.3.2 實驗二 SIMO SAR點目標成像 76
六、結論與未來展望 84
6.1 結論 84
6.2 未來展望 85
參考文獻 87

參考文獻

[1]A.Currie and M.A.Brown,“Wide-swath SAR,” Proc. Inst.
Elect.Eng.—F, Radar Signal Process., vol. 139, no. 2, pp. 122–135,Apr. 1992

[2]M.Younis, C.Fischer , W.Wiesbeck,“Digital beamforming in SAR systems“ IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, 2003.

[3]J.L.Brown,“Multi-channel sampling of low-pass signals,” IEEE Trans. Circuits Syst., vol. 28, no. 2, pp. 101–106, 1981.

[4]G.Krieger, N.Gebert, and A.Moreira, “Unambiguous SAR signal reconstruction from non-uniform displaced phase center sampling,” IEEE Geosci. Remote Sens. Lett., vol. 1, no. 4, pp. 260–264, Oct.2004

[5]F.T.Ulaby, R.K.Moore, and A.K.Fung,Microwave Remote
Sensing Active and Passive, vol. II, Artech House, 1986.

[6]I.G.Cumming and F.H.Wong,Digital Processing of Synthetic Aperture Radar Data: Algorithm and Implementation, Artech House,Norwood, MA, 2005.

[7]F.T.Ulaby, R.K.Moore, and A.K.Fung,Microwave Remote Sensing Active and Passive, vol. I, Artech House, 1981.

[8]J.Li and P.Stoica,MIMO Radar Signal Processing.Hoboken, NJ:Wiley, 2009.

[9]J.C.Curlander and R.N.McDonough,Synthetic Aperture Radar:Systems and Signal Processing, New York: Wiley, 1991.

[10]M. Soumekh,Synthetic Aperture Radar Signal Processing with MATLAB Algorithms, John Wiley & Sons, Inc., New York, NY,1999

[11]F.K.Li and W.T.K.Johnson,“Ambiguities in spaceborne synthetic aperture radar systems,” IEEE Transaction Aerospace Electronic System, 1983, 19 (3): 389 -395

[12]古瓊昇,應用多輸入多輸出(MIMO)技術提高合成孔徑雷達解析度之研究,碩士論文,遙測科技學位學程,國立中央大學,2012。

[13]李孟翰,單發多收合成孔徑雷達檢測地表移動目標物之模擬研究,碩士論文,太空科學研究所,國立中央大學,2013。

指導教授

任玄(Hsuan Ren)

審核日期

2014-7-24

推文