方位向调制干扰对高分宽幅多通道SAR的影响

多通道合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)能够利用方位向多通道重构处理去除多普勒模糊,获得高分宽幅SAR图像。针对此特殊的多通道重构处理方式,研究了传统SAR方位向调制干扰对高分宽幅多通道SAR的影响,包括多普勒调制干扰和脉冲延迟转发干扰两种类型的方位向调制干扰方式,为高分宽幅多通道SAR干扰决策提供理论基础。理论分析指出,多普勒调制干扰信号经成像处理后将在方位向生成等间隔分布的虚假目标,并且幅度受与多普勒调制频率相关的正弦函数和匹配滤波损失联合调制;而脉冲延迟转发干扰信号在成像后将只有单个干扰目标出现,且目标的方位位置仅与延迟的脉冲数有关。仿真实验验证了理论分析的正确性。

基于多干扰机协同的极化SAR干扰方法

针对单极化干扰机生成的干扰会被极化合成孔径雷达(SAR)鉴别和对消的问题,本文提出了一种基于多干扰机协同的极化SAR干扰方法。该方法在不改变现有干扰机单极化发射结构的基础上,通过时序协同不同位置的多个单极化干扰机,实现对极化SAR的干扰。具体来说,根据极化SAR抗压制和欺骗干扰处理方式的不同,该方法利用不同位置的多个单极化干扰机同时发射,使极化SAR无法准确估计出干扰机发射天线极化比,从而无法对消压制干扰,实现压制干扰的目的;使用不同位置的多个单极化干扰机交替发射,有效破坏相邻两个接收脉冲之间的相关性,使极化SAR无法实现假目标对消,从而实现对极化SAR欺骗干扰的目的,并且多部单极化干扰机交替发射也能实现方位向间歇采样的干扰效果,增加欺骗干扰生成虚假目标的复杂性。由于实际应用中不需要改变现有单极化干扰机发射结构,该文所提方法为实现对极化SAR干扰带来了便利。并且该方法在生成压制和欺骗干扰时均使用模板调制干扰方式,通过简单的模板修改就能实现可控的压制和欺骗干扰效果。文中首先分析了极化SAR抗压制和欺骗干扰的方法,然后分别给出了多干扰机生成压制和欺骗干扰的时序协同方式,最后以模板调制干扰为基础具体分析了多干扰机协同生成干扰的方法,并分析了多干扰机的布局和干扰机数量选取准则。理论推导和仿真实验证明了本文方法能够实现对极化SAR的干扰。

一种基于TSVDT的微波关联前视成像方法

目前,传统雷达成像方法的发展日渐完善,但在前视成像场景下,雷达难以获取方位向上的多普勒信息,从而限制了其方位向分辨率。为了解决这一问题,国内提出了微波关联成像方法。微波关联成像方法利用关联成像原理进行雷达成像,无需利用目标的多普勒信息即可实现高分辨率成像。这一新型雷达成像方法突破了传统雷达成像方法中受限于雷达孔径的分辨率,具有极高的前视成像发展潜力。目前,国内外对微波关联成像的研究主要集中在产生随机波前、解决模型失配问题和研制超材料孔径等方面,但对关键的关联过程的优化主要集中在压缩感知和深度学习方面,而在伪逆算法方面的研究相对较少。因此,为了进一步完善微波关联成像体系,本文提出了一种新的针对伪逆算法优化的微波关联前视成像方法。本文结合截断奇异值分解(Truncated Singular Value Decomposition,TSVD)处理和吉洪诺夫正则化(Tikhonov)提出了奇异值分解和吉洪诺夫正则化的联合处理方法(TSVD-Tikhonov,TSVDT),通过TSVDT方法对时空随机辐射阵进行处理,然后进行压缩关联成像。同时,本文比较了广义交叉验证(Generalized Cross-Validation,GCV)和L曲线法,并证明了在微波关联成像方法中,利用GCV法选择截断参数的运算耗时更短且更稳定。最后,利用微波暗室实验验证了该方法在低信噪比条件下提高了成像的抗干扰能力,并且仍能保持较快的运算速度。

基于逆chirp scaling的合成孔径雷达卷积欺骗干扰方法

针对现有合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)欺骗干扰方法生成虚假场景时难以兼顾逼真度和低计算量的问题,提出了一种基于逆chirp scaling(CS)成像方法的SAR卷积欺骗干扰方法.该方法利用相位相乘补偿虚假场景内各虚假点的距离徙动,避免了插值运算,在降低求解干扰机频率响应函数计算量的同时,提高了虚假场景的生成精度.并且通过对欺骗模板进行线性调频Z变换(chirp-Z transform,CZT),直接从模板图像变换到实际SAR信号对应的空间频域,再次避免了插值运算,进一步降低了求解干扰机频率响应函数的计算量,提高了干扰机实时性.理论分析和仿真实验验证了相比逆omega-K(ωk)近似方法和经典的两步生成方法,本文方法能够兼顾虚假场景的生成精度和计算效率.

雷达极化信息获取与处理的研究进展

雷达极化信息获取与处理已成为当前雷达技术的重要分支之一。该文首先简要回顾了雷达极化技术的发展历程,而后结合电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室的研究成果,重点阐述了雷达极化测量与校准、极化抗干扰、极化特征提取与分类识别、极化成像与参数反演等关键技术的基本原理、研究现状与发展趋势,得出了一些有意义的结论。

PolSAR有源假目标干扰的鉴别与对消

本文针对分时极化测量体制,研究了极化合成孔径雷达(PolSAR)有源假目标干扰的鉴别与对消问题.首先建立了真实雷达目标和有源假目标干扰的极化信号模型,指出了真实雷达目标和有源假目标干扰的极化特性差异.在此基础上,提出了一种在慢时间多普勒域进行有源假目标干扰鉴别和对消的原理和方法,并给出了抗有源假目标干扰的PolSAR成像的工程实现流程.仿真实验验证了该方法的有效性.

基于相干极化GTD模型的散射中心提取新方法

针对高分辨极化测量雷达体制,提出了一种基于相干极化几何绕射模型(GTD)的雷达目标散射中心提取新方法。首先建立了全极化测量条件下的相干极化GTD模型,并将MUSIC算法拓展用于高分辨雷达目标的全极化散射中心提取。该方法是一种极化和超分辨联合处理方法,它实现了对不同极化通道的散射中心数目、位置、类型、强度以及归一化相干极化散射矩阵的同时估计,同时还因充分利用了全极化信息,提高了各参数估计的精度。基于仿真和实测数据的实验结果验证了该方法的有效性。

全极化散射中心提取与参数估计：P-MUSIC方法

本文提出了一种全极化散射中心提取与参数估计方法:P-MUSIC方法。该方法是一种极化和超分辨联合处理方法,不但能实现对各极化通道散射中心的数目、位置、强度以及归一化极化散射矩阵的同时估计,而且由于充分利用了目标全极化信息,还提高了散射中心提取和参数估计的精度。基于仿真和实测数据的实验结果证实了该方法的有效性。

高分辨相干极化GTD散射模型及其应用

针对高分辨极化测量雷达体制,研究了雷达目标的高分辨极化特性的建模与提取问题。建立了能够精确描述雷达目标高频极化散射的高分辨相干极化GTD(CP-GTD)模型,并提出了基于CP-GTD模型的全极化散射中心参数估计方法。与常规GTD方法相比,CP-GTD方法的突出优点在于它不需要进行散射中心关联,并且能准确估计散射中心的相干散射矩阵。此外,全极化信息的利用,使其具有精度更高、速度更快等优点。基于仿真和实测数据的实验结果验证了CP-GTD模型的优越性。

基于二维CP-GTD模型的全极化ISAR超分辨成像

针对全极化ISAR成像雷达体制,建立了能够精确描述雷达目标高频电磁极化散射机理的二维相干极化GTD(CP-GTD)模型,提出了基于二维CP-GTD模型的全极化ISAR超分辨成像方法,并在此基础上实现了全极化ISAR散射中心特征提取,从根本上解决了现有方法难以提取散射中心的相干极化信息的难题.与已有方法相比,二维CP-GTD方法的突出优点在于建立了更精确的散射模型,能够准确估计散射中心的相干散射矩阵;此外全极化信息的利用,使得它还具有超分辨成像效果更好、估计精度更高、计算效率更高等优点.通过对实验结果进行非相干性及相干性指标评估分析,验证了二维CP-GTD模型的优越性.

地面慢速运动目标的单天线SAR检测与成像

本文研究了单天线SAR对地面慢速运动目标进行检测和成像问题.首先对单天线SAR数据进行方位向抽样得到两个通道信号,在分析两通道静止目标和运动目标回波特性的基础上,证明了在多普勒域可以实现杂波对消,并且对消后的动目标信号仍为一线性调频信号,在此基础上,对对消后的动目标信号进行Wigner-Hough变换提取信号的多普勒调频中心和调频斜率,从而最终实现对运动目标进行精确成像.文中给出了实际处理的完整流程,仿真结果验证了方法的有效性.

全极化散射中心提取与参数估计:P-ESPRIT方法

该文提出了一种新的全极化散射中心提取与参数估计方法:P-ESPRIT方法。该方法是一种极化和超分辨联合处理方法,不仅实现了对各极化通道散射中心的数目、位置、强度以及归一化极化散射矩阵等参量的同时估计,而且充分利用了目标全极化信息,提高了散射中心提取与参数估计的精度。与MUSIC,ML等超分辨方法相比,P-ESPRIT不需要进行搜索,因此它还具有实时性高的优点。基于仿真和实测数据的实验结果证实了该方法的有效性。

PolSAR系统与技术的发展趋势

随着极化测量技术的飞速发展,具有全极化测量或极化捷变能力的极化合成孔径雷达(Pol-SAR)迅速成为SAR发展的主流,针对PolSAR的研究已成为国际雷达系统与技术发展的前沿课题。Pol-SAR有机地综合了高分辨成像技术和全极化测量的优点,非常适合用于目标的精细刻画,在军用、民用领域都有着广阔的应用前景。该文综述了世界上主要PolSAR系统的发展概况,指出了PolSAR系统与技术的发展趋势以及未来PolSAR研究的一些热点问题。

基于目标分解的极化图像分类研究

该文应用目标分解理论,研究了极化合成孔径雷达(POLSAR)的图像分类问题,具体研究了几种典型的分类特征及其优化选择问题。并结合美国NASA/JPL实验室的AirSAR系统在日本冈山地区的实测POLSAR数据,选取特征相近的水域和低值被进行了分类实验,得到了最佳分类特征量,并达到了95.7％的分类正确率。

交叉极化干扰建模及其欺骗效果分析

针对单脉冲测角雷达体制 ,研究了交叉极化干扰及其欺骗效果评估问题。首先建立了交叉极化干扰模型 ,接着重点分析了交叉极化干扰的欺骗效果 ,探讨了有效欺骗角度与干信比和相位差 (干扰与信号之间 )的依赖关系 ,并研究了干信比和相位差等参数的优化选取问题 ,最后导出了在相位完全随机情况下的平均欺骗干扰效果。仿真结果表明 ,通过优化设置交叉极化干扰参数 ,可以达到节约干扰功率。

SAR有源假目标欺骗干扰实施方案研究

研究了SAR有源假目标欺骗干扰的具体实现问题。首先分析了SAR有源假目标欺骗干扰的原理,指出了距离向欺骗调制和方位向欺骗调制的本质,继而提出了两种SAR有源假目标欺骗干扰实施方案,两种方案都采取频域处理,并且只需要测量干扰机相对于雷达的角度信息就可以方便地实现,不过二者对应着不同的欺骗精度要求。仿真实验结果证明了这两种实施方案的有效性。

小班研讨教学法在《统计信号处理》课程中的应用与实践

小班教学法是国内外一流大学普遍的做法,研讨式教学法是近年来在研究生教学改革中主要推荐的方法之一,结合二者的小班研讨教学法可以很好的兼顾二者的优点。本文笔者结合多年来从事《统计信号处理》小班研讨教学法的实践,从翻转课堂、课前学习、课堂研讨、课程考核等方面对小班研讨式教学法的应用进行了介绍。实践结果表明:小班研讨教学法在提高学生对核心课程的学习掌握以及科研创新能力培养等方面收到了不错的效果。

基于微动调制的SAR新型有源干扰方法

借鉴微动调制思想,提出了一种SAR新型有源干扰方法.详细确定了各关键干扰参数,分析了干扰信号的成像结果,给出了一种基于数字射频存储技术的干扰实施方案,讨论了侦察误差对干扰效果的影响,并进行了基于实测数据的实验分析.结果表明,该干扰样式具有距离向相干处理、方位向部分相干处理的特点,可实现方位向多假欺骗的目的,是一种有效稳健的干扰方法.配合已装备或研制中的各类SAR干扰设备,可增强重要目标的防御能力和生存能力.

对调频斜率极性捷变SAR间歇采样转发干扰效果分析

研究了间歇采样转发干扰对调频斜率极性捷变合成孔径雷达(chirp rate polarity jittered-synthetic aperture radar,CRPJ-SAR)的干扰效果。建立了CRPJ-SAR间歇采样转发干扰信号模型,通过推导得到干扰的成像输出以及假目标位置和幅度的解析计算公式。结果表明间歇采样转发干扰不仅能够在距离向形成等间隔分布的多阶假目标,而且当假目标阶数不为零时,在同一距离向存在3个沿方位向等间隔分布的假目标。仿真验证了理论分析的正确性。

合成孔径雷达电子对抗技术综述

在介绍合成孔径雷达干扰(SAR)干扰对抗技术研究现状的同时,概述了与之密不可分的SAR系统性能、抗干扰措施以及干扰效果评估方面的研究现状。分传统性干扰方法和特色干扰方法,列出了当前典型的SAR干扰样式;重点讲述了SAR干扰技术的发展历程;分析归纳出SAR对抗技术的发展趋势以及存在的问题。为有效干扰SAR,必需从非相干干扰走向相干干扰、从简单噪声干扰走向复杂样式调制干扰、从单一干扰手段走向复合、多样的智能干扰以及从静止目标干扰走向运动目标干扰。