机载合成孔径激光雷达关键技术和实现方案分析

该文介绍了机载合成孔径激光雷达的研究现状,分析了国内研究工作的主要问题和系统关键技术,并结合原理样机实例,提出了合成孔径微波SAR电子学技术和光学技术相结合的系统实现方案,同时分析了未来实用系统指标和技术途径,论述了机载合成孔径激光雷达的应用方向。

天基合成孔径激光雷达系统分析

介绍了国内外合成孔径激光雷达的研究现状,讨论了其技术体制、工作模式和光学系统特点。给出了一个用于空间目标观测的天基合成孔径激光雷达系统方案,并对其主要的性能指标和关键技术进行了分析。研究表明:天基合成孔径激光雷达可以在大前斜视角条件下,以高数据率对目标实现远距离高分辨率成像。

天基毫米波空间碎片观测雷达系统分析与设计

介绍了天基毫米波空间碎片观测雷达的难点和关键技术,提出了解决问题的思路。将同时多波束天线引入到高速目标探测中,分析了雷达天线和发射机的形式,采用多频信号处理方法解决多普勒模糊问题。给出了空间站载天基毫米波雷达的系统参数,分析了测距、测角、测速精度。在天球坐标系下建立了雷达平台坐标系,通过速度分解和坐标转换,结合雷达成像的方法分析了雷达和碎片间的相对速度、位置的几何关系,在此基础上对空间站载天基毫米波雷达系统空间碎片轨道预测性能进行了分析。

主动雷达成像导引头几个问题的研究

研究了主动雷达成像导引头的工作模式、成像方法和系统控制方式。通过对雷达导引头子孔径数据进行聚束处理 ,在短时间和大前斜视角情况下完成对其天线波束覆盖的地面目标区域的快速成像 ,利用雷达图像跟踪和单脉冲跟踪两种跟踪模式分别解决对目标的远距离前斜视跟踪和近距离前视跟踪问题。

顺轨双天线机载InSAR的地面运动目标检测研究

基于高分辨率顺轨双天线机载InSAR,研究了地面运动目标检测问题。采用双通道干涉处理,抑制地面静止杂波。针对高分辨率InSAR合成孔径时间较长的特点,将运动目标成像处理的概念引入运动目标检测过程, 对运动目标信号实施距离徙动校正后,再聚焦成像,从而改善检测信噪比和信杂比,并进一步提高测速精度。InSAR 仿真数据的处理结果表明了该方法的有效性。

雷达成像与目标探测

提出将雷达成像技术应用于目标探测,研究了其适用的雷达工作体制。用双频共轭处理和KEYSTONE变换,解决运动目标的距离徙动校正问题,以实现雷达信号的长时间积累,并将时频分析用于目标检测过程,仿真结果表明了该方法的有效性。并针对两坐标防空搜索雷达,给出了一个实例分析。

悬停直升机回波信号检测和分类

分析了直升机回波信号的特征,根据其旋翼回波信号周期平稳的特点,通过对长观察时间获得的直升机旋翼回波信号的相关处理,提高对低信噪比闪烁脉冲串信号的检测能力以增大雷达对悬停直升机的检测距离。在此过程中,根据闪烁脉冲出现的周期,提出的基于互相关系数的检测器,可同时完成对悬停直升机的分类。给出了仿真和实际直升机回波信号的分析处理结果。

分布式位置和姿态测量系统的概念与应用方向

该文讨论了分布式位置和姿态测量系统(POS)的概念与体制。针对不同的应用方式,论述了其主要技术指标,明确了光学遥感设备尤其是多子阵天线结构成像雷达对其要求,初步分析了获得高精度位置和姿态信息可能的技术途径,指出了其未来的应用方向。

合成孔径激光雷达光学系统和作用距离分析

该文对合成孔径激光雷达(Synthetic Aperture Ladar,SAL)光学系统和作用距离进行了分析。根据SAL成像特点,提出了SAL使用非成像衍射光学系统的概念,并引入相控阵模型对其性能进行分析。通过在压缩光路中馈源和主镜两处使用二元光学器件,在口径300 mm条件下将2°接收视场信号收入光纤,对所需的相位参数和对应的波束方向图进行了计算仿真。给出了SAL作用距离方程,分析了相干探测和信号积累增益,明确了SAL具有良好的微弱信号探测能力的结论。针对实际应用需求,给出了一个远距离高分辨率机载SAL系统参数和工作模式。5 cm分辨率时,在连续条带成像模式下,其作用距离可达5 km,幅宽可达1.5 km;在滑动聚束成像模式下,作用距离可达10 km,幅宽可达1 km。

近程合成孔径雷达子孔径数据的成像处理

研究了近程 SAR的子孔径数据成像问题。通过对 SAR子孔径数据进行的聚束处理 ,在短时间完成对波束覆盖的目标区域成像并形成“快视”,从而降低成像对 SAR载体运动补偿的要求。为解决近距离大前斜视角成像问题并避免复杂的插值计算 ,成像算法采用了基于波前重构理论的精确的 Range Stacking算法。仿真和实际飞行试验数据的成像处理结果证明了本文方法的有效性。

近程SAR图像中的地面运动目标检测

探讨了单天线单通道近程合成孔径雷达 ( SAR)中的地面运动目标检测问题。利用KEYSTONE变换完成地面运动目标线性距离走动的校正 ,利用 DECHIRP处理完成 SAR聚焦后信号的 Radon- Wigner变换 ,实现对运动目标信号的“聚集”。根据近程 SAR的特点 ,在多卜勒频率-调频率平面将地面静止目标信号和运动目标信号分离并采用 CLEAN技术 ,去除强静止目标信号对弱运动目标信号检测的影响 ,从而对运动目标信号进行有效的检测。仿真和实测数据的处理结果表明了这种方法的有效性。

小型近程合成孔径雷达的研制与成像处理

本文介绍了一小型近程合成孔径雷达性能试验系统的研制情况和主要指标 ,阐述了其设计思想和实施方案。为实现系统的小型化 ,雷达收发单元采用了固态发射机和微带天线 ,并利用SAW器件完成大时宽—带宽积线性调频信号的产生和脉冲压缩 ,达到 3m斜距离分辨率要求。分别介绍了利用该系统在小型飞机上完成的SAR试验和在跟踪雷达上完成的ISAR试验情况以及成像方法。实际数据的成像结果表明 ,该系统不仅较好地解决了小型化问题 。

雷达信号的采集与分析

提出了由数字存储示波器、计算机和LabView+Matlab软件组成的雷达信号采集与分析系统.并给出了应用实例,实际应用表明该系统具有良好的性能。

气象杂波环境下二维次序统计量恒虚警检测器

利用实际的气象杂波数据 ,研究了其CFAR处理问题。基于FFT处理技术 ,比较了CAGO -CFAR检测器、CLUTTERMAPPING -CFAR检测器和MX -OS -CFAR检测器的抑制气象杂波性能。针对存在的问题 ,提出了将通常在一维距离向进行的CFAR处理改为在R-Fd(距离 -多普勒频率 )二维平面进行 ,并利用次序统计量估计杂波幅度 ,形成新的稳健的 2D -OS -CFAR检测器。对实际杂波数据和仿真目标数据的处理结果表明所提出的 2D -OS

有源相控阵天线在机载SAR中的若干问题分析

有源相控阵天线可多模式灵活工作的特点,为新体制多功能机载SAR侦察系统的发展提供了有利条件.针对有源相控阵天线在机载InSAR系统中的应用问题,给出了顺轨多频多孔径InSAR的几种工作模式和信号处理形式,分析了InSAR系统的天线安装方式、通道幅相一致性、天线辐射中心稳定性及系统定标问题,给出了一些分析实例和仿真计算的结果.

顺轨机载InSAR海面运动舰船成像

研究了顺轨双天线机载干涉合成孔径雷达(InSAR)的海面运动舰船目标成像问题。分析了船体散射点三维运动对舰船目标成像的影响,给出了顺轨InSAR对舰船目标成像的信号处理流程。利用双通道干涉对消处理,检测出存在三维运动的散射点,并对其信号相位进行估计。通过对存在三维运动的散射点实施相位补偿,改善对舰船目标成像效果,InSAR仿真数据的处理结果表明了本文方法的有效性。

雷达信号的物理模拟

介绍利用标准仪表和计算机组合构成的宽频带(10MHz～40GHz)复杂雷达信号模拟系统,试验表明该系统不仅性能优异,而且易于组合和功能扩展,为雷达系统的调试和评估提供了可靠有效的手段。

机动目标自适应跟踪滤波器设计

采用非零均值相关加速度模型建立火控系统中的Kalman滤波器。通过对残差滤波,建立了新的机动检測器,并由此对机动加速度方差进行调整,从而实现对机动目标的自适应跟踪。文中引入了瞄准线直角坐标系,使Kalman滤波器解耦以减小计算量。仿真的结果表明,所提出的滤波器对机动目标有良好的跟踪性能。

机动目标命中问题的求解

采用二阶马尔可夫加速度模型建立机动目标预测器,并结合某高炮弹道函数利用快速迭代法求解机动目标命中问题,仿真结果证明了整个算法的有效性.

雷达信号的采集与分析

提出了由数字存储示波器、计算机和Labview+Matlab软件组成的雷达信号采集与分析系统,并给出了应用实例,实际应用表明该系统具有良好的性能.