基于去调频宽带LFM信号的二次距离压缩算法及其实时实现

该文在基于匹配滤波的二次距离压缩算法(SRC)基础上,通过对去调频的线性调频(LFM)信号的时、频域关系的分析,给出基于去调频LFM信号的SRC算法,与距离多普勒算法(RD)和普通LFM信号SRC算法对比,分析该算法的运算量,说明该算法适合于去调频体制SAR实时成像处理.对于去调频SAR数据采用该算法压缩得到清晰的图像,同时对比斜视下SRC与RD成像的结果。验证了在高分辨率实时成像时SRC算法优于RD算法.

使用去调频宽带LFM信号的SAR实时成像处理

本文阐述了对采用去调频宽带LFM信号方法的SAR条带模式数据进行高分辨率实时成像的处理算法 .与以前的实时处理不同之处在于 :( 1)距离向目标的回波信号经过了去调频处理 ;( 2 )要对距离单元迁移实时校正 ;( 3)方位向单孔径实时连续成像 .本文详细讨论了对SAR距离向去调频数据处理的原理和方法 ,提出适合实时处理的距离迁移校正的方法 ,并分析了整个实时处理流程的时限和计算量 .实践证明本文的实时处理算法和流程是有效的 .

去调频处理的合成孔径雷达成像

针对合成孔径雷达(SAR)成像SPECAN算法中距离向采样率过高的问题,将去斜率原理用于SPECAN算法的距离向处理,先以STRETCH(去斜率)方法将宽带信号转化为单频信号,然后对单频信号做快速傅里叶变换(FFT)。这种对距离向的处理方式,降低了回波信号的采样率,并且只需要一次FFT便可将回波信号压缩到与目标距离相关的位置上,减少了数据运算量和存储量。原理分析和仿真实验均表明了该算法的正确性和有效性。

基于方位向去调频处理的滑动聚束SAR两步成像处理算法

消除方位向的频谱混叠现象是滑动聚束SAR成像处理的重要环节。针对这一问题,将方位向去调频(Dechirp)处理应用于滑动聚束模式成像。滑动聚束回波数据经方位向去调频处理后,降低了方位向的带宽,同时并未造成方位向采样点数的增加,并且完成了方位向粗聚焦。相比传统的基于方位向滤波处理的两步算法,其占用内存空间更少,运算速度更快。文中还通过点目标的仿真实验验证了所提算法的有效性。

基于去调频接收技术的微波光子双波段线性调频连续波雷达

该文提出一种基于光子辅助去调频接收技术的双波段线性调频连续波雷达方案,该双波段雷达接收机基于平行架构光子混频器,能够利用同一套硬件设备同时接收双波段雷达的回波信号。接收机中使用一个双偏振正交相移键控(DP-QPSK)调制器,工作中将双波段雷达的两组参考信号和回波信号通过DP-QPSK调制器调制到正交偏振的光载波上,调制后的双带光回波和参考信号经过放大和滤波后,输入到偏振解复用相干接收机中进行光子辅助去调频处理。在发射机端,对于具有更高频率和带宽的发射信号,采用包含延时功能的光子倍频信号产生技术,产生参考信号与发射信号的同时,将发射信号延时,使得在接收机端对相同距离目标的双带回波信号去调频得到的中频信号可在频域分离。实验中通过逆合成孔径雷达成像实验评估了该双波段雷达系统的性能,该双波段雷达系统工作在C波段和Ku波段,发射信号带宽分别为1 GHz和2 GHz,接收机模拟-数字转换器的采样率为100 MSa/s。实验结果证明微波光子技术能为双波段线性调频连续波雷达提供有效的实现方案。

调频线性度对线性调频信号性能影响分析

针对去调频和脉冲压缩两种不同的处理方式,深入研究了线性调频信号调频线性度对信号性能的影响,得到LFM信号带宽越大,误差频率越低,对线性度要求越高的结论,且在相同边带抑制的条件下,去调频处理比脉冲压缩处理对LFM信号线性度的要求大约提高了一倍。仿真结果验证了理论分析的正确性。

调频连续波SAR成像算法研究

机载遥感微波成像雷达在地球观测特别是在城市应用中起着非常重要的作用,现在人们对体积小、重量轻、成本效益高、分辨率高的成像雷达越来越关注.调频连续波(FM-CW)技术和SAR相结合的调频连续波合成孔径雷达应运而生.论文详细分析了FM-CW SAR的成像过程,提出了去除相位残余的算法,并给出仿真结果.通过仿真可以看出,调频连续波合成孔径雷达具有较好的空间分辨力.

调频连续波SAR数字接收机技术研究

针对调频连续波合成孔径雷达系统误差提取和校正困难的问题,提出了一种基于数字接收机的调频连续波合成孔径雷达系统方案。分析了去调频接收模式下调频连续波合成孔径雷达的回波特性,研究了系统误差对回波信号的影响,推导了在数字时域对回波信号进行正交解调、去调频接收处理以及系统误差提取的实现过程。数字接收处理的方法可以简单有效地提取系统的幅相误差,并进行校正。最后,通过实验仿真证明了该方法的有效性和正确性。

一种结合时频分析与Dechirp技术提高运动目标参数估计精度的多通道方法

传统相位中心偏置天线(DPCA)和沿迹干涉(ATI)方法无法解决动目标方位向速度引起的散焦对于动目标检测和参数估计带来的影响,而且无法对动目标方位向速度做出估计。为了解决这一问题,该文提出一种结合修正离散Chirp-Fourier变换(MDCFT)与去调频(Dechirp)技术的多通道动目标检测方法,通过对动目标多普勒参数的精确估计,完成对动目标的聚焦,从而提高动目标距离向速度和方位向位置的估计精度,同时还可以较精确地估计出动目标的方位向速度,弥补了DPCA和ATI方法的不足。理论分析和计算机仿真结果验证了该方法的有效性。

DBS高分辨成像及动目标轨迹处理

简述了DBS成像方法的一般工作原理,经分析得出:在SAR/GMTI模式下,通过聚焦处理技术可有效的提高成像质量,并可通过多普勒搬移方法,将检测出的动目标在雷达图像中的方位位移去除,还原到其应该在的图像位置,得到动目标运动轨迹。利用雷达实测数据进行处理,得出了较满意的结果。

一种基于频域STAP处理的多通道SAR-GMTI算法

推导了频域空时信号处理(STAP)的原理,提出了一种多通道合成孔径雷达地面慢速运动目标检测(SAR-GMTI)和运动参数估计方法。该方法首先采用频域STAP方法抑制杂波,之后利用慢速运动目标和静止目标的多普勒调频近似的特点,采用去调频(Dechirp)方法将参考信号与抑制后的杂波相乘间接实现目标匹配,也就是运动目标能量聚焦,最后通过维格纳-威利分布(WVD)进行运动目标检测和运动参数估计。理论分析和计算机仿真结果验证了该方法的有效性。

采用格林函数分解的太赫兹逆合成孔径雷达近场成像算法

针对太赫兹逆合成孔径雷达(ISAR)近场成像的问题,本文提出了采用格林函数分解的ISAR成像算法。文中结合太赫兹雷达超外差接收模式,构建和分析了近场条件下的目标回波模型。通过对回波模型中格林函数的分解,将表征球面波前的格林函数分解为二维平面波的叠加;并在频域完成对回波信号的滤波补偿和二维逆变换后,获得了太赫兹ISAR近场目标的图像。文中通过与二维FFT算法和本文算法进行的数值仿真结果对比,验证了该算法的可行性。最后利用太赫兹雷达转台实测数据对本文算法进行了验证和对比分析,结果表明该算法具有良好的成像性能。

应用DBS技术在SAR/GMTI模式下高分辨率成像

多普勒波束锐化成像技术(DBS)能为检测出的动目标定位提供参考,从而有效地实现精确打击。DBS技术在弹道导航、地形匹配等许多方面有着广泛的应用。首先简述了DBS成像方法的一般工作原理,经分析得出结论:DBS成像在SAR/GMTI模式下应用时,如果引入聚焦型的SAR处理方法,即通过去距离单元走动、去方位向调频斜率等方法可有效提高雷达成像质量。最后利用雷达实测数据进行处理,得出了较满意的高分辨DBS成像结果。

De-chirp LFM-CW SAR原始回波信号模拟

将基于De-chirp LFM-CW SAR的信号特点,首先给出其信号模型;根据给定的信号模型,提出一种适合De-chirp LFM-CW SAR的基于FFT的快速回波模拟算法,与时域直接叠加算法相比,保持数据精度的同时,运算量大大降低。通过对原始数据成像处理后得到的图像进行分析,验证了算法的有效性。

小型SAR系统设计

在分析线性调频连续波Dechirp成像处理的基础上,设计用于小型无人机平台的小型合成孔径雷达系统。针对调频连续波体制,通过俯仰向宽波束照射及重心自稳定方法省去伺服系统,减小系统的体积和重量;在接收时通过自混频方法进行去调频处理,降低对后端采样系统的要求,简化后续的成像处理;通过数字化信号产生及预失真校正方法提高系统信号性能,保证高分辨成像的要求。试验证明该方案有效、可行,易于工程实现。

聚束SAR模式下ω-k和PFA算法的比较

研究波数域算法(ω-k)和极坐标形式算法(PFA)两种聚束SAR成像算法,并对其进行了定性比较分析.将SAR回波信号的预处理分为时域去调频处理和频域匹配滤波处理,给出了与此相应的两种算法的不同实现形式,并对其信号模型和成像原理进行了比较,从残留视频相位(RVP)、算法的近似和假设以及插值等角度分析比较了这两种算法的性能.比较结果表明,去调频信号预处理方法极大地降低了信号处理量,但是存在残留视频相位(RVP);匹配滤波预处理不存在RVP,但计算量可观.

机载聚束SAR的信号处理技术

聚束SAR是获得高分辨率的重要工作模式,距离上去调频技术是ISAR和小成像带SAR常用的经济有效的方法。本文讨论了聚束模式下距离上去调频信号的回波信号的模型和特点,以及FSA成像算法的基本概念,并将FSA运用于Ku波段飞行试验数据的成像中,获得了高分辨率图像,其几何分辨率达0.5m×0.5m。

小旋转角的逆合成孔径转台成像

在地面雷达成像中,目标经过运动补偿和相关处理后大都可以看作匀速转动的转台目标,所以分析转台目标的成像原理是对实际目标成像的基础。本文从理论上详细分析了采用线性调频波形去调频机制的小旋转角转台目标逆合成孔径成像的基本原理;给出了距离维和方位维的理论分辨率,推导出了距离维和方位维的成像尺寸与雷达参数的具体关系;为了和去调频距离维成像相比较,分析了距离维匹配滤波的成像原理,得出二者有相同分辨率的结论;最后针对理想点模型和圆台模型分别进行了计算机仿真,仿真结果证明了去调频成像结论的正确性。

适于斜视FM-CW SAR系统改进的距离-多普勒算法

"停-走"模式是目前脉冲SAR信号处理和理论分析的基础,FM-CW SAR由于其大的脉冲重复周期和100%的占空比,恶化了接收脉冲的畸变。文中分析了当天线斜视角增大时,导致传统距离-多普勒算法性能下降的主要误差来源,对FM-CW SAR的信号处理问题进行深入研究,提出了改进的适合斜视FM-CW SAR大扫频周期的距离-多普勒算法。通过理论推导及仿真实验,验证了改进模型和算法的可行性与正确性。

利用SPECAN算法的聚束SAR成像处理

讨论了距离向去调频聚束模式SAR信号的回波模型及特点,通过对聚束SAR信号的时、频域关系的分析,给出了适合去调频后的聚束SAR数据的成像算法。该算法结合了SPECAN算法高效和标准条带成像算法精确的优点,首先采用SPECAN算法对原始数据距离向去斜,其次采用距离-多普勒算法实现方位精确聚焦,与传统的距离-多普勒算法相比,成倍地降低处理的数据量,从而可实现聚束SAR的实时成像处理。对Ku波段实际飞行数据采用该算法压缩得到高分辨率的图像,验证了理论分析的正确性和所用方法的可行性。