适用于低频超宽带合成孔径雷达的改进Frequency Scaling算法

本文提出一种适用于低频超宽带(LrWB)合成孔径雷达(SAR)去调频接收信号的改进频率尺度(Frequency Scaling以后均简写为FS)算法。与原始的FS算法相比,该算法作了两大改进:第一步,该算法消除了信号在距离多普勒 域中所作的泰勒展开近似,实现了对参考距离目标的精确二次距离压缩(SRC)和距离迁徙校正(RCMC);第二步,该 算法减小了SRC因式没有随距离更新所造成的剩余相位误差,改善了测绘带边缘目标的聚焦性能,极大的提高了有效测 绘带宽;并且这种改进的FS算法与原始的FS算法相比并不增加运算量。仿真数据表明:这种改进FS算法的第一步改进 实现了小测绘带宽的精确聚焦,第二步改进将第一步的有效测绘带宽提高约20倍。

机载低频超宽带合成孔径雷达运动补偿

运动误差是造成低频超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)成像质量降低的主要因素之一。给出了适合低频超宽带SAR运动补偿方法,并对该方法的剩余误差进行分析,得到在图像质量一定条件下,最大的波束张角和最大容忍的运动误差。最后利用计算机仿真,验证了该方法的有效性。

基于非均匀FFT的超宽带合成孔径雷达高效成像算法

超宽带合成孔径雷达(ultra-wideband synthetic aperture radar,UWB-SAR)成像算法中后向投影算法(back-projection algorithm,BPA)和可扩展的Omega-K算法成像精度很高,但成像处理中的复数插值操作带来了较大的运算负担。非线性调频变标算法(nonlinear chirp scaling algorithm,NCSA)不存在复数插值处理,成像效率较高,由于级数展开处理存在近似,SAR图像存在一定的距离方位耦合副瓣。提出了一种新的UWB-SAR成像算法,通过对SAR距离脉压后的距离时域数据进行非均匀傅里叶变换,去除距离方位的耦合。图像消除了距离方位耦合副瓣,具有较好的质量。随着成像点数的增多,本文算法成像效率接近NCSA成像效率。仿真结果验证了该算法的正确性。

VHF/UHF超宽带合成孔径雷达穿透性能分析

穿透性能是VHF/UHF超宽带合成孔径雷达的突出特点,本文定量地分析了其对叶簇、地表的穿透能力,给出了穿透深度与有关参数的数学关系。分析了波长、入射角和极化等主要因素对穿透性能的影响,认为:频段选择需要综合考虑穿透能力和系统实现难度,而极化以HH方式最佳。文中结论对超宽雷达系统设计与性能评估具有实际应用价值。

小波插值在机载超宽带合成孔径雷达成像中的应用

通过解方程构造一组4 4整数小波,利用整数小波的尺度函数作为插值基函数,进行波数域算法的Stolt插值,整个插值过程中只有加法和移位运算,便于硬件实现。仿真计算验证了快速算法的有效性。

超宽带合成孔径雷达金属地雷双峰特征增强算法

机载超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)探雷实用化的最大问题是虚警太多,而增强金属地雷双峰特征有助于有效剔除虚警。该文基于双峰显著度最大准则,提出了基于图像域后滤波器的双峰特征增强算法及后滤波器参数优化方法。实测数据处理结果表明,该算法能够有效提高怀疑目标中金属地雷的双峰显著度,从而提高最终金属地雷检测性能。

一种新的低频超宽带干涉合成孔径雷达绝对相位估计方法

该文针对低频超宽带(UWB)干涉合成孔径雷达(In SAR),提出一种新的干涉相位绝对值估计方法。该方法首先对干涉图像进行非参数模型的精配准,并利用配准偏移量生成配准相位。然后将配准相位从干涉相位中去除,得到失配相位。最后估计失配相位的绝对相位,进而得到绝对干涉相位的值。该方法利用失配相位具有无相位缠绕或只在相干性较差区域存在相位缠绕的特性估计其绝对相位,相比传统的绝对干涉相位估计方法具有更小的运算复杂度。P波段UWB In SAR实测数据处理结果验证了该方法的有效性。

超宽带合成孔径雷达实时成像处理

工作在VHF/UHF波段的超宽带合成孔径雷达具有穿透叶簇和地表探测隐蔽目标的功能 ,为提高战时快速打击能力 ,必须研究实时成像技术。分析了超宽带合成孔径雷达成像的特点 ,针对两种主要的超宽带成像算法———波束域算法和交叠子孔径算法 ,研究了实时处理的流程及处理结构。

超宽带合成孔径雷达运动补偿精度分析

本文对高分辨力超宽带SAR的运动补偿精度的要求进行了研究.论文首先分析了影响SAR成像的方位向相位误差及其误差容限,在此基础上,对雷达平台的平移运动误差和姿态误差进行了分析,对UWB SAR天线的安装误差进行了讨论.论文的研究对于UWB SAR系统设计、实现具有重要的指导意义.

超宽带合成孔径雷达在穿墙成像中的应用

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种全天候、全天时的现代高分辨率微波成像雷达。分析了收发共置天线模型和多元静态雷达模型,FDTD建模模拟了室内目标探测场景,通过后向投影算法(back projection,BP)得到雷达图像,很好的验证了该雷达用于穿墙中的高分辨率成像。电磁波在穿墙传播时发生折射,速度的改变、信号的衰减,这些影响将导致像的散焦、偏移,甚至可能产生虚像,所以成像算法中必须考虑墙体作用。

超宽带合成孔径雷达树干杂波的统计特性分析

针对超宽带合成孔径雷达在树林区域探测隐蔽目标的应用场合,研究了树干杂波的统计特性。运用实验数据从幅度直方图拟合、高阶统计量和杂波统计模型识别几方面分析了VHF/UHF波段超宽带合成孔径雷达树干杂波的统计特性,得出了以K-分布为杂波模型的目标检测算法才能获得较佳的检测结果的新结论。

超宽带合成孔径雷达图像中二面角目标的检测

目标的散射特性常依赖于雷达和目标间的姿态角,这种依赖性在大积累角的UWB-SAR中尤为明显。通过分析SAR图像的频谱特点,提出一种归一化标准偏差滤波方法。在该方法中,SAR的复数图像首先通过一组带通二维滤波器,然后将滤波器组的输出图像序列合成一幅信杂比得到提高的图像。对仿真数据处理的结果表明,该方法的性能优于曾提出的方向匹配滤波方法。

超宽带合成孔径雷达方程研究

超宽带雷达的相对带宽极大 ,波长变化范围大 ,带内系统特性也会随波长发生变化 ,常规雷达方程已不再适于超宽带雷达。从超宽带雷达天线、UHF/VHF波段接收机噪声温度以及最小可检测的信噪比三个方面研究了超宽带合成孔径雷达方程。修正了超宽带合成孔径雷达方程 ,消除了雷达方程中波长因子的影响 ,为超宽带合成孔径雷达的系统设计奠定了基础。

超宽带合成孔径雷达实时成像处理

工作在VHF/UHF波段的超宽带合成孔径雷达具有穿透叶簇和地表探测隐蔽目标的功能,为提高战时快速打击能力,必须研究实时成像技术。本文分析了超宽带合成孔径雷达成像的特点,针对两种主要的超宽带成像算法:波束域算法和交叠子孔径算法,研究了实时处理的流程及处理结构。

基于贝叶斯压缩感知的合成孔径雷达高分辨成像

基于压缩感知(CS)的合成孔径雷达成像方法可以显著减少数据采样时间、数据量以及节省信号带宽。然而,基于CS的方法对噪声和杂波相当敏感,在信噪比较低的时候,成像质量较差。该文结合CS理论提出了合成孔径雷达中的随机孔径贝叶斯压缩感知(BCS)高分辨2维成像方法。在距离向应用CS减少采样数据的同时,在方位向随机抽取部分孔径位置发射和接收信号,以少量的测量孔径和测量数据获得重建目标空间的足够信息。基于贝叶斯的分析方法由于考虑了成像场景中的杂波以及压缩采样过程中的加性噪声,因而能够更好地重建目标空间。仿真结果表明,基于贝叶斯方法得到的图像比基于FFT方法得到的图像更加尖锐,比基于CS方法得到的图像更加稀疏,因而具有更高的分辨率。

合成孔径雷达的主要发展方向

首先简要介绍了合成孔径雷达(SAR)产生和发展的历程,其次对当前合成孔径雷达研究的一些主要的热点和发展方向:多参数SAR、干涉SAR、超宽带SAR、激光SAR,尤其是小型化SAR进行了适当的归纳和分析,并且相应地给出了部分具有代表性的SAR系统主要的参数,对合成孔径雷达的研究工作具有一定的理论参考价值。

合成孔径雷达发展研究

简要介绍了合成孔径雷达(SAR)的发展历程,对合成孔径雷达技术在国外的发展现状和趋势进行了归纳分析。对当前合成孔径雷达技术研究的热点:多参数(多频段、多极化和多视角)SAR系统、SAR干涉测量、超宽带SAR、聚束SAR、SAR的干扰和抗干扰、定标技术及其应用等方面进行了讨论。

低频超宽带SAR定标体散射特性

低频超宽带合成孔径雷达辐射定标过程中,定标体的散射特性表现为低频谐振散射特性。常规散射特性计算方法如矩量法中的广义阻抗矩阵在谐振频率点上条件数过大,导致计算不准确。本文给出了基于奇异值分解的方法得到较为精确的计算值。为了克服矩量法每次只能计算一个频点的散射特性,本文给出了基于渐进波形估计的方法,获得定标体超宽带散射特性。

70MHz-800MHz低频超宽带微带一分四功分器的设计

某系统提出了对低频超宽带一分四功分器的应用需求,因其需满足低驻波、高隔离的性能要求,针对此问题,选择采用Wilkinson结构的微带功分器利用多节阻抗变换器相级联的方法在低频段及超宽带探索研究。通过实验验证,测试结果表明在70MHz~800MHz的工作频率内,倍频约为11.5,该功分器的驻波比<1.33,输出隔离度优于20dB,插入损耗优于-8.3dB(含理论损耗-6dB)。

低频超宽带雷达对隐身目标的探测性能分析

基于低频超宽带雷达信号,通过对时域分离回波信号的叠加处理等效增大隐身飞机的RCS,通过信号相参积累改善信噪比,实现对隐身目标的远距离探测和稳定跟踪。对比分析了低频超宽带雷达和常规低频雷达对隐身飞机的探测性能,低频超宽带雷达照射下,通过散射中心叠加后目标全程处于探测范围,通过信号相参处理后对飞机的检测概率高达0.9,对目标的探测能力远远大于常规雷达,有利于防空武器对隐身目标的及早发现和拦截。