频率步进探地雷达及其在地雷探测中的应用

频率步进方法是探地雷达技术的工作体制之一 ,与时域无载频脉冲体制的探地雷达技术相比 ,在探测性能上具有较多的优越性 .本文在简述其工作原理的基础上 ,介绍了作者研制的一种频率步进探地雷达系统 ,该系统主要用于对地雷目标进行三维成像探测 .在研制该雷达系统过程中 ,对已有的反对称Vivaldi天线提出了改进设计 .实验测量结果表明 ,本文研制的反对称Vivaldi天线与传统的同类天线相比 ,性能更加优越 .同时 ,为了得到更加清晰的地雷图像 ,本文还分别引入了f k偏移成像方法和合成孔经雷达 (SAR)处理技术对雷达探测信号进行处理 ,得到了满意的结果 .探测实例表明 ,频率步进探地雷达系统能够实现对浅层地下地雷目标的高分辨率三维成像探测 .

加拿大雷达卫星

加拿大雷达卫星(RADARSAT)于1990年初开始方案设计,预计1994年发射,卫星设计寿命5年。星上装有合成孔径雷达(SAR),以8种方式扫描地球。分辨率最高可达10米。卫星采用周期为24天的回归轨道。成象数据传输采用实时和记录重放两种。

一种提高ISAR成像质量的新方法

传统的ISAR成像基于理想散射点模型 ,实际情况中的非理想散射点因素会导致成像质量劣化 .本文提出采用基于松弛 (RELAX)思想的精确自适应高斯基表示方法 (AGR)在时频域对信号进行分解 ,清除掉非理想散射点成分以提高成像质量 .实测数据的成像结果表明了本方法的可行性和新算法的有效性 .

基于块自适应量化的SAR复数图像实时压缩算法

随着合成孔径雷达(SAR)分辨率的提高,实时成像处理器单位时间内产生的图像数据越来越多,需要有效的复数图像压缩算法来降低数据存储、传输的负担。复数图像压缩算法可以在保证数据有效性的前提下减少数据量,复数图像的压缩有相位保持的特殊问题。普通光学图像的压缩方法不适用于复数图像的压缩,同时SAR图像的斑点噪声和相位的随机性也增加了压缩难度。通过考察复数图像数据的特性提出了在消除频率域冗余的基础上使用块自适应量化的SAR复数图像压缩算法。块自适应量化方法很好地适合复数图像数据动态范围大的特性,减小了量化误差。压缩前后SAR图像参数指标,如分辨率、积分旁瓣比、相位干涉效果图等表明,本文的方法可以有效地保留复数图像相位和模值信息,在一些情况下压缩比能够达到16∶1。而且该算法复杂度不高,易于实时实现。

基于数值仿真的X波段极化SAR海杂波统计建模与特性分析

针对3~5级海况下X波段极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)海杂波的仿真和统计建模,首先利用Apel海浪谱模型和Monte Carlo方法仿真不同风速下的大尺寸二维粗糙海面,进而分别利用物理光学模型和弹跳射线法两种高频电磁散射模型考虑海面的单次散射和多次散射,实现大尺寸海面的极化SAR海杂波仿真,并利用X波段地球物理模式函数和岸基实测海杂波对仿真海杂波的精度和统计分布进行验证。基于仿真海杂波数据,利用典型的乘积模型和Mellin类统计量开展海杂波统计建模和特性分析。仿真结果表明,在2m×2m的高分辨率条件下,X波段同极化海杂波并不服从适用于中低分辨率海杂波的K分布,且在不同风速风向下呈现出不同的纹理特征;X波段交叉极化海杂波表现出较弱的纹理特征,服从Wishart分布;随着入射角和雷达视数的增大,海杂波的纹理特征逐渐减弱。

SAR图像的几何校正

采用Ｋｏｎｅｃｎｙ等提出的合成孔径雷达（ＳＡＲ）的构像几何模型并结合数字高程模型（ＤＥＭ）进行了ＳＡＲ图像的几何校正，取得了较好的效果。此外，在定向元素的解算中引入了岭估计。