一种基于频域子带合成的多发多收高分辨率SAR成像算法

针对传统单通道SAR系统无法同时实现方位向高分辨率和大测绘带宽的不足,该文研究了一种基于多载频LFM波形的方位多孔径MIMO SAR系统,建立了相应的几何模型,详细推导了其回波表达式,并提出了一种基于频域子带合成的MIMO SAR高分辨率成像算法。该算法将方位向多普勒解模糊,改进的距离向频域子带合成和CS成像算法相结合,能够同时实现2维高分辨率和大测绘带宽,且提出的频域子带合成法较传统时域和频域合成法更高效实用。理论分析和计算机仿真结果验证了其有效性。

星载SAR技术的发展趋势及应用浅析

星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)作为一种主动式微波成像传感器,能够不受天气、气候以及光线的影响,可以全天时、全天候地成像,因此,星载合成孔径雷达已发展成为一种不可或缺的对地观测工具。随着技术的进步,未来星载SAR将实现高分辨率宽测绘带、低成本、小型化、多基多模式微波成像,并具有地面运动目标指示的能力,在最小的成本下获得最丰富的地物信息。这迫切需要星载SAR系统在新模式、新体制、新技术方面取得重大突破。该文将围绕星载合成孔径雷达技术发展现状及未来趋势展开论述。

一种结合时频分析与Dechirp技术提高运动目标参数估计精度的多通道方法

传统相位中心偏置天线(DPCA)和沿迹干涉(ATI)方法无法解决动目标方位向速度引起的散焦对于动目标检测和参数估计带来的影响,而且无法对动目标方位向速度做出估计。为了解决这一问题,该文提出一种结合修正离散Chirp-Fourier变换(MDCFT)与去调频(Dechirp)技术的多通道动目标检测方法,通过对动目标多普勒参数的精确估计,完成对动目标的聚焦,从而提高动目标距离向速度和方位向位置的估计精度,同时还可以较精确地估计出动目标的方位向速度,弥补了DPCA和ATI方法的不足。理论分析和计算机仿真结果验证了该方法的有效性。

基于对比度最优准则的自聚焦优化算法研究

对比度最优自聚焦算法是一种基于图像幅度的自聚焦方法.本文将对比度最优自聚焦算法等效为一个求解局部最优解的优化模型.结合实际SAR(Synthetic Aperture Radar)系统的特征采用了两种解决此优化问题的算法:黄金分割和Fibonacci级数法,和传统方法相比,这两种优化方法明显提高了对比度最优自聚焦算法的运算效率.

基于方位频率去斜的滑动聚束SAR成像算法

方位频谱混叠是导致一般滑动聚束成像算法效率低下的主要原因,针对这一问题,该文将频率去斜原理应用于滑动聚束成像。经方位频率去斜处理的滑动聚束数据不仅方位处理长度大大减小,天线方向图幅度校正也更易于实现。与传统算法相比,运算复杂度降低。点阵目标的仿真结果验证了算法的有效性,并且能够以最少的内存资源,大幅提高成像处理效率。

合成孔径雷达转发式干扰分析

转发式干扰是针对合成孔径雷达的一种有效干扰手段。该文介绍了合成孔径雷达转发式干扰的原理,讨论并分析了虚假目标的生成位置以及虚假目标的成像质量。并针对实际工程中遇到的信号处理时间的问题,研究了将虚假信号延迟转发的可行性。通过仿真验证了由上面的分析所得出的结论,并介绍了这种转发式干扰在实际中的应用。

随机调频信号旁瓣抑制及成像

随机信号的旁瓣抑制问题是研究中的一个难点,通过简单有效的方法来降低随机信号的旁瓣具有较强的现实意义。该文构造出随机调频信号的连续时间模型。从理论上分析了高斯分布以及均匀分布情况下,随机调频信号的均方根带宽及点扩散函数。并采用波数域算法对该信号模型在合成孔径雷达中的应用进行了成像研究。仿真结果验证了对信号模型研究的正确性,结果表明:随机调频信号可以获得比线性调频情况下更低的峰值旁瓣比,应用在合成孔径雷达中具有较好的成像效果。

先进双基SAR技术研究(英文)

该文展示了世界上几个重要的先进混合双基SAR实验。混合双基模式是指发射端和接收端分别装载于不同类型的平台,例如星载/机载,机载/静止平台,星载/静止平台等。近年来相继有若干混合双基SAR实验成功完成,主要包括TerraSAR-X/PAMIR,PAMIR/静止平台,以及TerraSAR-X/静止平台。此外,在TerraSAR-X/静止平台的双基模式下还验证了多基线干涉SAR(MB-InSAR)和数字波束形成(DBF)技术。值得强调的是,该文所展示的DBF实验结果属于世界上首次成功的基于在轨雷达卫星的DBF实验。

基于改进矢量量化的SAR图像压缩算法

由于SAR图像像素之间相关性比较弱,考虑到矢量量化在信源弱相关的条件下,也能取得比较好的压缩效果,将矢量量化用于SAR图像压缩中。同时,针对SAR图像纹理丰富,容易受到斑点噪声影响的特点,改进算法将区域整体图像信息从量化空间中分离出来,而且删除了每次聚类后含有最少矢量的胞腔。该算法有效的减少了量化空间大小,使生成码字分布更加合理。实验结果表明,矢量量化对于SAR图像压缩是有效的,并且,改进算法提高了图像整体压缩效果,较好的保留了点线面目标,同时在斑点噪声抑制方面做出了有益的工作。

一种宽波束机载SAR运动误差的时域补偿方法

针对运动误差对机载SAR分辨率提高的严重制约和低载频雷达的应用场合,提出了一种宽波束机载SAR运动误差的时域补偿算法。该算法在对两步运动补偿后的方位向剩余运动误差随方位位置的变化特性进行研究的基础上,通过对原始SAR数据在频域分块,然后对分块数据在时域实现运动误差的补偿,从而克服了误差形式的限制,可获得高分辨率的SAR图像。给出了应用该方法的具体步骤,并通过仿真实验和真实SAR数据的成像结果证明了该算法的有效性。

多发多收星载SAR系统发射波形选择分析

针对多发多收SAR系统发射波形研究的迫切需要,该文对3种具有代表性的可能作为多发多收SAR系统发射波形的信号进行了研究和比较,通过对分布目标的仿真验证其实用性。并在此基础上提出了多发多收SAR系统回波的波形分离和能量分离的原则,推导了应用空时编码的相位补偿量和两发多收实用化系统的通道响应,论证了其相对于单发单收SAR系统在提高信噪比方面的优势。

天线平台控制系统数字化过程中的接口处理

天线平台控制系统能补偿雷达载体受到大气扰动而产生的角运动,从而使合成孔径雷达得到高分辨率的成像图像,在以DSP为核心构造天线平台的数控系统过程中,由于惯性导航系统,自整角机及陀螺都是模拟器件,因此存在着模拟器件与数字器件的接口问题,本文着重讨论天线平台控制系统中模拟器件与数字DSP的接口处理。

改进的基于最大似然估计的多通道InSAR高程重建方法

在通过InSAR技术获取地表数字高程模型(DEM)的应用中,为了提高该技术对大斜坡或突变等复杂地形的测绘能力,解决单基线情况下的高度模糊问题,可以利用多通道(多频率或多基线)InSAR技术实现。该文比较了最大似然估计法(ML)和最大后验概率估计法(MAP)的性能,并在最大似然估计法的基础上增加了坏点判断和加权均值滤波的环节,通过聚类分析和与相邻点的关系来判断目标像素是否为误差比较大的坏点,然后再利用加权均值滤波的方法将这些坏点剔除。这样,既保留了ML估计法速度快的特点,又提高了DEM的精度。仿真结果表明,在相同条件下,该方法既能保持较好的精度,同时又大大提高了算法的运行效率,非常有利于大规模数据的处理。

一种基于最小二乘直线拟合的高分辨率DBS成像算法

该文分析了应用于扫描模式下的传统多普勒波束锐化成像算法(DBS)及其改进算法的特点和不足,提出一种新的高分辨率多普勒锐化算法。该算法给出了相干累积点数的选取原则,考虑了距离徙动校正,并利用最小二乘直线拟合方法将模仿SAR的方位聚焦处理技术推广到一般大范围扫描情况,较大幅度地提高了DBS算法的成像质量。机载雷达实测数据的处理结果证明了方法的有效性。

毫米波合成孔径雷达的发展及其应用

分析了毫米波SAR高分辨成像的基本原理,阐述了毫米波SAR的优点,并结合目前国际上典型的毫米波SAR系统,综述了毫米波SAR技术与系统的发展状况,讨论了毫米波SAR的应用前景、存在的问题以及未来的发展趋势.

基于频域合成方法的多发多收SAR技术研究

多孔径子带合成技术是目前技术条件下多发多收SAR系统可工程实现的技术方案。该文深入研究了基于频域合成的子带合成技术,建立了相应的数学模型。并结合数学推导详细给出了该方法的原理和实现步骤,提出了适用于多发多收SAR系统的滤波器构建方法和算法流程,最终通过计算机仿真验证了该方法的可行性和有效性。

超混沌调相信号抗干扰技术研究

该文根据超混沌映射初值敏感性、内随机性和高维超混沌等特点,提出了一种新的脉内混沌调相-脉间随机编码的SAR信号。文中详细比较了4种超混沌映射调相信号的特点,并在此基础上选择了超混沌Logistic映射调相信号作为SAR发射信号,仿真实验表明,这种信号的确具有高保密性和较强的抗干扰性能。

高性能无数据辅助QPSK频偏估计新算法

针对无数据辅助的正交相移编码(QPSK)载波频偏估计,提出了一种去除调制信息的新方法,基于该方法又提出新的QPSK频偏估计算法,并结合离散傅里叶变换粗频偏估计方法对大频偏进行估计.与插值离散傅里叶变换频偏估计算法相比,新算法提高了对频偏变化的适应能力,使之在频偏缓变的情况下依然可以准确估计频偏.仿真以及FPGA实现结果表明,新算法在低信噪比下仍能接近克拉美罗界.

线性调频信号DDS频率合成源的设计与实现

介绍了直接数字频率合成源的基本原理及其一种专用芯片AD9854的功能特点,提出了利用可编辑逻辑器件(CPLD)控制AD9854产生基带线性调频信号的设计方案,并具体分析了CPLD和AD9854产生调频信号的工作原理。最后给出了设计方案的测试结果。经实用达到了比较满意的效果。

基于投影矩阵法的阵列天线波束形成方法

该文介绍一种阵列天线波束形成的新算法——投影矩阵法,包括复系数、仅相位、仅幅度的波束形成技术,并推广应用到多目标波束综合设计中。文中首先给出采用投影矩阵法进行阵列天线复系数和仅相位波束形成的计算方法,然后提出仅幅度控制下的投影矩阵法,并进一步应用到多目标波束同时优化设计中。该文计算了多种工程应用例子,特别是满足全口径和多子孔径波束优化的仅幅度控制技术、满足多波束优化的仅相位控制及共用幅度优化技术,对算例的设计达到了采用优化激励系数控制波束指向、波束赋形、旁瓣电平等性能要求,实现了阵列天线的波束形成。仿真结果说明了投影矩阵法的有效性,适用范围广泛。