基于GNSS信号的多孔径无源成像

基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)信号的无源成像技术具有多种突出优点,但GNSS信号带宽较窄的缺点导致系统距离向分辨率较低。文章以波数域回波与空域目标像之间的傅里叶变换关系为出发点,通过分析回波在波数域的分布特征与信号频率、收发站布站构型之间的内在联系,寻求带宽和孔径对成像分辨率贡献的互补途径,从而建立一种基于GNSS多星照射、少数甚至单个地面站接收的对地成像方案;该方案利用多颗GNSS卫星的轨道互异特征,扩展系统的孔径数量,弥补现有GNSS信号带宽普遍较窄的不足,从而提高成像分辨率;针对GNSS多孔径无源系统波数域数据大、面积缺失的特点,选用鲁棒性和稳健性较强的逐点匹配滤波方法进行图像反演,最后通过数值仿真实验验证成像方案。

基于BP算法的斜下视圆弧扫描毫米波成像实验

采用斜下视圆弧扫描方式,基于后向投影(BP)算法,完成了对附着在圆柱泡沫和人体模特表面物品的成像实验。利用矢量网络分析仪(矢网)、高精度转台、三脚架、一对喇叭天线和电脑搭建实验平台,并对粘在圆柱泡沫上的两个金属小球与绑在人体模特上的剪刀和手机做斜下视180°扫描,然后通过BP算法进行圆柱面成像。实验结果的角度维分辨率约3 mm,高度维分辨率约17 mm,说明该成像机制可应用于人体安检。

基于斜下视全方位扫描的毫米波成像实验

文章提出一种新的毫米波成像方案,该方案采用一对收发天线沿圆周扫描,以斜下视模式完成对目标的360°全方位回波数据采集,然后通过后向投影(back projection,BP)算法进行成像。利用矢量网络分析仪、喇叭天线和高精度转台搭建了成像实验平台,并完成了针对钢珠、尖刀、剪刀、矿泉水和食用油等一系列目标实物的成像实验,不仅验证了该系统具有毫米波级的成像分辨率,而且证实了该系统对藏匿于纺织物下危险品的成像能力和对不同材质物体的区分能力。

基于GNSS信号的多通道无源雷达系统分辨率分析

针对难以定量分析基于GNSS信号的多通道无源雷达系统成像分辨率的问题,以多发多收SAR系统的模糊函数为基础,研究了基于GNSS信号的多发多收无源雷达系统的分辨率。根据GNSS各卫星信号的非相干性,采用线性非相干方式对多颗卫星的回波信号进行融合处理,获得了该系统的模糊函数。引入模糊函数3 d B投影面积作为衡量系统分辨率的定量指标,通过仿真分析了地面接收站位置对成像分辨率的影响,为以GNSS卫星为照射源的地面无源成像系统的接收站布站构型提供了参考。