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。

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。

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。

适合于大型平稳和机动目标的成像算法

逆合成孔径雷达成像一般采用距离－多普勒（ Ｒ— Ｄ）成像方法［１］，在这方法中， 距离走动一般不予考虑，实际当目标较大，目标周围散射点通常发生较大的距离走动，我们己经提出一种距离走动校正方法［２］，但是这种方法一股要求散射点分布比较稀疏，且多普勒走动不严重，对于机动目标，这方法就失效了，为此，我们提出，根据低分辨回波或高分辨回波，对目标中心或重心对准聚焦后，在目标数据域通过时间的尺度变换，即通过ｋｅｙｓｔｏｎｅ插值的方法（或者方位向ＤＦＴ—ＩＦＦＴ，或方位向ＳＦＴ—ＩＦＦＴ），校正距离走动，距离压缩后（ＩＦＦＴ），对平稳飞行目标，只需要方位压缩（方位 ＦＦＴ），就可获得目标像，对机动目标，要分距离单元进行时频分析，可以采用已有的瞬时成像方法，获得距离一瞬时多普勒动态像，仿真数据和实测数据的处理表明这种方法是有效的．

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。

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．

机动目标双基地ISAR越距离单元徙动校正算法

逆合成孔径雷达(Inverse synthetic aperture radar,ISAR)使用距离多普勒算法成像时,当目标尺寸较大或转角过大,会发生越距离单元徙动(Migration through resolution cells,MTRC)现象,严重影响目标成像效果。基于双基地ISAR转台模型,针对成像的MTRC问题,对解线频调后的目标回波进行研究,分析了机动目标MTRC的产生机理,并将匹配傅里叶变换(Match Fourier transform,MFT)应用到MTRC的校正中,消除了快时间频率与慢时间的耦合项,有效解决了MTRC引起的ISAR图像散焦问题。仿真结果表明,基于MFT的双基地ISAR MTRC校正算法能够有效校正机动目标的距离徙动,提高ISAR成像质量。

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。

基于分段伪Keystone变换的快速旋转目标检测

对于高距离分辨雷达,快速复杂运动目标在相参积累时间内出现的越距离单元走动给检测与识别带来极大的困难.本文针对快速旋转目标越距离单元走动的问题,提出了一种新的分段伪Keystone变换方法,对越距离单元走动进行校正.该方法首先将数据按一定准则分段,每段数据用伪Keystone变换处理,校正目标的越距离单元走动,然后将每段数据"拼接"在一起,完成整个观测时间的距离像对齐,并在此基础上实现积累时间内的相参检测.采用离散匹配傅里叶变换实现了该变换的快速算法,仿真实验验证了算法的有效性.

基于瞬时谱估计的ISAR距离瞬时多普勒成像算法

在假定散射点回波近似为线性调频信号，并结合逆合成孔径雷达（ＩＳＡＲ）成像中的特殊性（如散射点越距离单元走动）的情况下，提出了基于自适应ＬＦＭ信号分量的“ＣＬＥＡＮ”技术估计回波的瞬时频率，从而得到目标高分辨率的距离瞬时多普勒图像；实验ＩＳＡＲ数据的处理结果表明。

基于宽带Stretch处理的长时间积累方法

针对超宽频带制导雷达长时间积累过程中运动目标跨距离分辨单元走动,引起微弱目标检测性能下降的问题,提出一种基于Stretch处理的相参积累方法.该方法利用目标速度装订信息进行速度粗补偿,使用Keystone变换完成距离走动校正,采用脉冲多普勒处理完成相参积累.计算机仿真验证了该方法的有效性.

基于FRFT的大型平稳目标ISAR成像算法

逆合成孔径雷达(ISAR)通常忽略越距离单元走动(MTRC),采用距离多普勒(RD)算法进行ISAR成像。但对于高分辨ISAR成像雷达,当目标尺寸较大时,距目标中心较远的散射点会产生MTRC,从而导致ISAR像质量下降。为避免散射点的MTRC,本文提出了一种基于分数阶傅立叶变换(FRFT)的ISAR成像算法。从多普勒域看,MTRC是由信号频率和多普勒频率耦合引起的。本文算法以此为基础,利用FRFT的Chirp-multiplication性质对多普勒域进行尺度变换,实现信号频率与多普勒频率的解耦合,获得目标横向像,然后利用IFFT进行径向压缩,无需越距离单元走动校正即可获得清晰的ISAR像。该算法不需要已知目标的转动信息,实现简单,而且计算量与RD算法相当。仿真数据和暗室测量数据验证了算法的有效性。

Keystone变换实现方法研究

在传统PD雷达中,当相干积累时间较长或信号带宽很大,目标运动速度很高时,回波会出现越距离单元走动,从而影响雷达探测目标的性能。Keystone变换是校正脉冲回波距离走动的常用方法。在此研究了Keystone变换的3种常用实现方法,通过仿真分析验证了算法的有效性,找出了低复杂度算法,对工程实现具有一定的参考意义。

基于Keystone变换的极窄脉冲距离走动校正

针对末制导雷达极窄脉冲相参波形,文中提出一种使用Keystone变换,完成在径向速度未知或不精确的情况下,对跨距离分辨单元走动的校正方法;使得在雷达与目标间存在大的径向速度时,目标各散射点回波具有较高相参积累增益。计算机仿真结果表明,该方法有效可行;在亚毫米波波段和毫米波波段的雷达导引头中有一定应用价值。

基于参数估计的高分辨率SAR运动目标距离徙动校正方法

距离徙动校正(RCMC)是机载单天线高分辨率合成孔径雷达(SAR)实现运动目标聚焦成像的关键环节。针对现有方法运算量大、精度低的缺点,该文提出一种结合参数估计分4步完成的RCMC方法。该方法首先通过结合能量均衡法的Hough变换估计距离向速度并校正距离走动,然后以初始方位向调频率校正距离弯曲,再采用Map-drift估计精确的方位向调频率,最后校正残余距离弯曲。与传统方法相比,该方法计算量较小,性能稳定,并能够校正高分辨率下不可忽略的残余距离弯曲。该文给出新方法的数学模型,并通过仿真和实际数据处理验证了该方法的有效性。

高分辨率斜视聚束SAR回波仿真加速算法研究

回波仿真是合成孔径雷达系统开发的前端工作,具有重要意义。针对高分辨率斜视聚束SAR,一般采用时域回波仿真的方法,但是其仿真效率过慢。为了高效实现高分辨率斜视聚束SAR的回波仿真,提出了一种有效的加速算法。结合斜视聚束SAR时域回波模型及其信号特性,对回波仿真过程中存在的距离徙动进行补偿,以减少冗余计算量并节省内存空间;采用数据自适应分块的方法,在图形处理器中分别计算分块后的子数据,利用GPU强大的计算能力进行加速;将子数据块进行传输,在内存中拼接。该算法提高了时域回波仿真的计算效率,解决了数据量大、GPU显存有限且显存与内存之间数据传输速度较慢的问题。点目标和面目标仿真的实验结果表明,该算法的加速比达到了219.8,验证了所提方法的有效性。

基于Keystone变换的锥扫定位算法

针对距离高分辨圆锥扫描测角体制中,锥扫周期内目标回波距离像跨距离分辨单元走动使得锥扫测角失败的问题,提出一种基于Keystone变换的锥扫定位算法.在径向速度未知或未精确获知的情况下,通过Keystone变换对圆锥扫描周期内获得的多个距离像进行校正,可以正确提取锥扫幅度调制信息,使锥扫测角算法得以应用.计算机仿真结果验证了该方法的有效性.