双基地ISAR稀疏孔径机动目标MTRC补偿成像算法

针对双基地逆合成孔径雷达(bistatic inverse synthetic aperture radar,Bi-ISAR)稀疏孔径条件下机动目标的越距离单元徙动(migration through range cells,MTRC)补偿难的问题,提出了一种将Keystone变换与加权l 1范数稀疏约束最优化算法相结合的补偿并成像的算法。Bi-ISAR稀疏孔径机动目标回波完成平动补偿后,假设目标图像各像元稀疏非同分布,对每个距离单元建立含Keystone变换参数与时变双基地角的变尺度傅里叶变换稀疏基,使用加权l 1范数稀疏约束最优化算法逐距离单元恢复方位向的散射系数并成像。实验结果证明了所提算法的有效性和鲁棒性。

基于相位追踪的SAR运动目标高阶距离徙动校正方法

距离徙动校正(RCMC)是合成孔径雷达(SAR)实现运动目标参数估计和聚焦成像的关键环节。当目标或平台运动复杂时,传统低阶RCMC方法将不再适用,而现有基于参数化的高阶RCMC方法易存在模型失配和计算复杂度高的问题、现有非参数化方法在低信噪比下性能也将大幅下降。对此,该文借助扩展卡尔曼滤波(EKF)对造成RCM的相位进行追踪,进而构建RCM补偿函数实现RCMC。所提方法不依赖于RCM的具体模型,追踪得到的相位包含高阶分量,因此可以实现SAR运动目标的高阶RCMC。此外,EKF在进行相位追踪的同时能对信号进行滤波处理,可有效降低所提方法的信噪比(SNR)门限。与传统方法相比,该方法适用性广,计算量适中,且能校正不可忽略的高阶残余距离徙动。该文详细阐释了所提方法的原理及数学模型,并通过多组仿真和实测数据处理验证了所提方法的有效性和优越性。

基于Keystone变换和方位向加权的MTRC补偿算法

该文对keystone变换进行了详细的分析,发现了其在处理越距离单元走动(MTRC)问题时的局限性,提出了一种新的MTRC补偿算法,通过实测数据和仿真数据对新方法进行了实验,实验结果表明了新算法的有效性。

ISAR成像中MTRC校正的新插值算法

研究雷达成像优化问题,在雷达成像中,双线性插值方法是一种常用、而且高效的校正散射点越分辨单元走动(MTRC)现象的插值算法,但由于其插值精度不高,会产生图像模糊的问题。为解决上述问题,采用目标回雷达波数据结构,并借鉴双线性插值方法进行仿真试验,提高了插值的精度,改善最终成像质量。通过对不同目标进行成像,验证所推导出的新的插值格式,不仅对越分辨单元走动现象有良好的校正能力,而且与应用双线性插值方法所取得的雷达成像仿真结果相比较,使用所推的双线插值格式所得结果更加清晰。针对复杂目标的仿真结果表明,改进插值格式能很好地适用于复杂目标的成像计算,具有较好的实用性。

基于级数反演的星弹双基俯冲前视成像算法

由于导弹在俯冲阶段存在垂直向加速度,速度的大小和方向在不断变化,弹头沿曲线运动,导致瞬时斜距十分复杂,造成严重的距离徙动现象,方位向和距离向存在严重的二维耦合问题。针对此问题提出了一种基于级数反演的星弹双基俯冲前视成像算法。该算法根据星弹双基系统特性,搭建了星弹双基轨迹模型,在距离频域方位时域进行多普勒频率校正,再利用级数反演的思想,推导出回波信号的二维频谱表达式,接着在二维频域上进行距离徙动校正和距离向、方位向压缩,确定目标成像位置,完成成像聚焦。最后通过计算量的分析和仿真验证了算法的可行性和有效性。该算法可实现对多目标的探测和区分,对军方察打一体化研究具有理论指导意义,对中国军事行动方面具有一定价值。

基于距离多普勒算法的星载SAR实测数据成像研究

针对合成孔径雷达(SAR)成像问题,基于点目标散射模型,在信号频谱分析的基础上推导了距离多普勒(RD)成像算法,通过点目标SAR成像仿真验证了该成像算法的有效性。在此基础上实现了RADARSAT-1实测数据的星载SAR成像,并与卫星遥感地图对应区域进行了比对,结果表明二者的海岸轮廓线及醒目建筑物形状基本吻合,验证了RD成像算法在处理星载SAR实测数据中的有效性和高效性。

ISAR成像中PFA算法在MTRC中的应用

逆合成孔径雷达(ISAR)转台成像中散射点越距离单元徙动(MTRC)时有发生。在小目标远场情况下,极坐标格式算法(PFA)能够基本消除MTRC,这种算法需要在空间频域进行从极坐标分布到直角坐标分布的二维插值。文中就如何运用PFA算法解决MTRC问题进行了较深入地分析,在距离向给出滤波插值法,并提出了新的补域插值法,方位向则运用斜线投影方法,最终将扇形区域转换为矩形区域。仿真结果表明,此算法比线性距离—多普勒(R-D)算法能更有效的处理MTRC现象;在距离向插值中将滤波法与补域法做了比较,后者计算速度更快。

直反信号协同的GNSS-R BSAR距离多普勒成像算法

针对目前基于全球导航卫星系统反射信号的双基地合成孔径雷达(GNSS-R BSAR)在一站固定模式下的大斜视,斜距历程复杂,回波信号方位空变导致回波信号难以处理的问题,提出改进的距离多普勒成像新算法。所提算法采用GNSS信号作为辐射源,根据一站固定模式下GNSS-R BSAR合成孔径时间长的特点,引入高阶等效斜视距离模型,得到导航卫星与目标斜距相对时间变化的精确描述。先通过直射信号与回波信号时域对消进行距离徙动校正,实现全场景目标距离徙动的精确校正;再通过方位向分块混合相关处理来克服回波信号方位向的移变性质,实现全场景高效精确成像。所提算法的成像效率优于传统后向投影时域(BP)算法,成像精度与BP算法相当,且可根据需要通过调整方位分块的宽度来提升聚焦效果。最后,用GPS-L5信号进行仿真和实验,仿真和实验结果验证了所提算法的可行性和高效性。

联合距离方位二维NCS的星弹双基前视SAR成像算法

星弹双基前视SAR能够全天时全天候获取导弹前方区域高分辨图像,是一种极具潜力的成像制导技术。然而,距离和方位参数的耦合与空变,阻碍着星弹双基前视SAR向高分辨成像发展。该文首先基于低轨星载照射源与高速前视的弹载接收平台构型,推导了回波信号的精确距离多普勒域解析式。然后,在距离向上,提出距离非线性变标(NCS)算法来均衡距离徙动和距离调频率,并在二维频域一致补偿;在方位向上,该文所提算法将收发机的方位调频率进行分解,利用方位NCS消除方位调频率在方位向上的高阶空变。最后,进行二维匹配滤波,得到全局聚焦良好的SAR图像。点目标和场景仿真验证了所提算法的有效性。

ISAR成像的越距离单元走动校正

逆合成孔径雷达(ISAR)对平稳飞行的目标成像,一般采用简单的距离多普勒(R-D)算法,对于机动目标,由于多普勒的时变特性,对于通常的R-D算法不超越多普勒单元的假设不再成立。该文主要针对大中型飞机,为了得到几十厘米的横向分辨率,特别是在雷达波长不很短时(如 S,L 波段),目标两侧的散射点经常发生越距离单元走动的情况下,讨论了产生越距离单元的原因及补偿方法,计算机仿真和实际数据处理说明本文方法是有效的。

双站ISAR越距离单元徙动分析与校正算法

在逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像中,当雷达分辨率较高而目标体积较大时,会产生越距离单元徙动现象。在双站ISAR成像系统中同样存在类似的问题。在双站ISAR成像模式下,对产生越距离单元徙动的原因进行了详细分析及讨论。并与单站ISAR成像中的越距离单元徙动进行了分析比较。在此基础上,采用Keystone变换的方法对解线频调后的时域信号进行处理,消除了目标像的越距离单元徙动,最后对散射点模型进行了仿真验证。

一种稀疏孔径下大尺寸目标的ISAR成像方法

针对稀疏孔径下的大尺寸目标ISAR成像,该文提出了一种新的成像方法,该方法在距离频域进行方位向压缩,避免了散射点越距离单元徙动的影响;引入压缩感知替代FFT对稀疏孔径数据进行方位压缩,通过构造随距离频率变化的基空间,消除了距离频率和方位时间之间的耦合,同时降低了方位向的峰值旁瓣比,获得了清晰的目标图像。计算机仿真结果验证了该算法的有效性。

条带模式、聚束模式和滑动聚束模式的比较

条带模式、聚束模式和滑动聚束模式是SAR的3种工作模式.系统地论证了3种成像模式的区别,包括在成像几何模型、方位向频率历程、距离徙动、天线扫描速度及方位向测绘带宽度、方位分辨率和回波方程等方面的区别,并通过对3种模式回波的模拟,进一步阐述了三者之间的区别.通过对条带SAR、聚束SAR和滑动聚束SAR的比较,可以看出条带SAR和聚束SAR都是滑动聚束SAR的特例.

双基地ISAR越距离单元徙动分析与校正方法

空间目标双基地ISAR成像中,散射点的越距离单元徙动会造成目标像距离维的散焦,为解决此问题,研究了相应的越距离单元徙动校正方法。针对中频直接采样匹配滤波非相参双基地ISAR,以空间目标为研究对象,分析了成像期间双基地角固定不变时越距离单元徙动发生的原因,并以此为基础,借鉴单基地ISAR越距离单元徙动的校正思路,提出利用Keystone变换对目标像越距离单元徙动进行校正的方法,最后利用空间目标理想散射点模型对算法进行了仿真验证。

合成孔径声呐Chirp Scaling成像算法

在合成孔径声呐领域中经典的成像处理方法是距离-多普勒算法。距离-多普勒算法的主要缺点是在进行方位处理时需要进行距离二次脉压和在进行距离徙动校正时需要进行插值处理,这样将导致运算量迅速增加,并且降低了成像精度。而ChirpScaling算法是在二维频域中精确实现距离门徙动校正和二次距离压缩,避免了插值运算,用该算法处理了仿真点目标的回波数据,结果表明该算法既能够实现更加精确的成像又能够避免插值运算而提高运算效能。

ISAR成像中散射点越分辨单元走动校正算法

从目标回波的精确模型入手，探讨了在逆合成孔径雷达成像中散射点越分辨单元走动校正算法与常规距离多普勒算法、极坐标插值算法在处理散射点越分辨单元走动方面的差异，并从最大成像范围及算法对模型的依赖等方面对这些算法进行比较．结果表明，散射点越分辨单元走动校正算法适宜于逆合成孔径雷达成像中散射点走动的校正．

逆合成孔径成像激光雷达成像算法

逆合成孔径成像激光雷达是一种能实现运动目标超高分辨实时成像的雷达,它在发射激光信号的基础上,运用逆合成孔径原理对目标进行成像。但激光信号具有极高载频、超大带宽和极短波长的特性,传统的距离-多普勒算法不再适用。在对回波信号特征进行分析的基础上,利用重排维格纳分布和Hough变换对光外差探测后的信号进行时频分析以估计目标的运动速度,构造有效的补偿因子,完成了对回波信号的精确运动补偿,并进一步采用Keystone变换完成对目标散射点的越距离单元徙动校正,实现了对目标的高分辨二维成像。仿真实验验证了成像算法的有效性,并通过与微波波段逆合成孔径雷达的比较,证明了逆合成孔径成像激光雷达可实现对运动目标更快速、更高分辨的成像。

SAR成像处理中插值算法的比较研究

在SAR的回波数据的成像处理中,距离徙动是影响二维压缩成像聚焦效果的重要因素。因此距离徙动的校正是SAR成像过程中的关键。本文以机载正侧视点目标成像为例,对SAR回波中的距离徙动进行了分析,研究了3种插值方法:最近邻域近似法、拉格朗日插值法、sinc插值法在SAR成像中的应用。通过计算机仿真,分析了3种插值方法校正弯曲的效果,并对3种插值方法的运算量和成像结果进行了比较。结果表明要根据插值的精度和运算量的大小选择合适的插值方法。

末制导合成孔径雷达信号分析及成像处理

研究了末制导合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)宽波束高分辨率成像问题,提出一种基于频谱分析的算法。将初始距离相同的目标作为多普勒分辨的处理对象,建立成像几何模型,分析了回波相位、方位分辨率、距离徙动。将波束照射区域分为若干方位角带,针对每一方位角带,采用相应参数进行距离徙动校正、二次相位补偿和频谱分析,根据各处理结果,合成波束照射区域内所有目标的高分辨率图像。给出了算法流程,仿真实验验证了算法的有效性。

基于延迟-移频的SAR有源欺骗干扰有效区域研究

基于延迟-移频的SAR有源欺骗干扰方法具有局部区域有效性,有效区域的研究是合理运用干扰、确保达到欺骗效果的基础。该文通过分析干扰信号与真实点目标回波的差异,指出影响干扰信号聚焦的因素为残余距离单元徙动、方位向匹配滤波器失配和多普勒带宽损失,得到了延迟-移频干扰有效区域的解析表达式,并用仿真结果验证了理论分析的正确性。研究表明,基于延迟-移频的SAR有源欺骗干扰适用于干扰机附近小范围区域的防护。