地面运动目标与合成孔径雷达的讨论

本文主要讨论了地面运动目标与合成孔径雷达的关系，并进一步介绍了地面运动目标对合成孔径雷达的影响。

合成孔径雷达(SAR)的最新发展

简介ＳＡＲ技术的二种最新发展，即三维成像ＳＡＲ和ＳＡＲ对动目标的检测（ＡＭＴＩ）。

双基地合成孔径雷达

当SAR的发射和接收在同一平台上时,称为单基地SAR。近5～6年来,有多篇论文讨论了发和收分开的 双基地SAR,双基地比之单基地有其他缺点和优点,由于总体技术和处理技术的进步,优点已远胜缺点,文中汇集了9篇 双基地SAR,其中一篇为实验成像,其余均属理论探讨和今后5～10年内实现的打算。

一种单通道SAR地面运动目标成像和运动参数估计方法

根据单通道高分辨SAR(Synthetic Aperture Radar)运动目标的回波包络和多普勒频谱的特性,本文提出一种利用二阶Keystone变换校正回波数据的距离弯曲,然后估计回波包络的斜率进行走动校正,再对运动目标的多普勒频谱进行分析得到运动目标的多普勒参数,进而对地面运动目标进行成像,同时完成对运动目标的定位,使运动目标在SAR图像中的正确位置上显示.另外,根据地面运动目标的多普勒参数和运动参数的关系,可以估计出运动目标的关键运动参数.结合仿真和实测数据的处理结果表明该方法可有效地对地面运动目标成像和运动参数估计.

分布式小卫星SAR系统地面运动目标检测方法

本文研究了分布式小卫星SAR系统的地面运动目标检测(GMTI)方法,并解决了小天线带来的距离/多普勒模糊,以及超稀疏阵带来的高旁瓣问题.本文方法的主要思想是利用空时自适应处理(STAP)把地面运动目标谱与杂波谱分离开,然后再利用SAR成像处理对分离开的地面运动目标谱进行聚焦.针对超稀疏阵的高旁瓣模糊问题,提出通过导向扫描空时平面来克服盲速影响.

基于运动调制的SAR-GMTI余弦调相间歇采样假目标干扰

为解决对SAR-GMTI系统的多运动目标逼真欺骗问题,提出一种干扰新方法。该方法先对截获的信号进行运动调制和余弦调相,并对其间歇采样后转发出去。干扰信号经SAR成像处理后可形成网状分布的逼真运动假目标干扰效果,经GMTI处理后假目标受多通道的抑制和对消的影响会出现增强区和削弱区,但不会被对消。仿真实验证明了该方法用于欺骗SAR-GMTI系统的正确性和有效性。

基于子孔径图像的单通道圆迹SAR动目标轨迹反演算法研究

圆迹SAR(Circular Synthetic Aperture Radar,CSAR)作为一种新的对地成像方法,具有长时间观测的优势。在动目标处理方面,由于飞行平台做圆轨迹运动,可以获得动目标在不同角度下的径向分量,具有反演其运动参数的潜在优势。该文针对单通道圆迹SAR模式下匀速直线运动的目标,提出一种新的图像域动目标真实轨迹反演算法。该方法利用等距离等多普勒模型对匀速直线运动动目标建立理论模型,通过提取不同子孔径图像下动目标位置信息作为参数,联立求解出其真实的运动轨迹。最后通过对点目标仿真数据进行处理,其结果说明了该方法的有效性。

一种适用于双通道星载SAR的动目标检测技术

实用的星载SAR/GMTI系统仍处于研制阶段,从工程实现的角度研制一发双收的星载SAR/GMTI处理系统是可行的,仿真结果表明这种体制能够有效抑制地杂波,增强信杂比,从而检测出被地杂波淹没的慢动目标信号,并进行动目标参数估计.运用论文给出的原理和检测方法对机载SAR/GMTI战场侦察雷达试验系统录取的动目标数据进行了实际验证,获得了多帧连续可靠的真实动目标轨迹.

基于运动调制的SAR-GMTI间歇采样遮蔽干扰方法

该文提出一种对SAR-GMTI的遮蔽干扰方法。该方法将截获的SAR信号进行间歇采样并对其运动调制后转发出去,利用运动调制效应在方位向上产生展宽和间歇采样转发在距离向上产生周期延拓的多假目标,二者结合形成灵巧遮蔽干扰效果,且干扰经多通道对消后无法被对消。此干扰独特之处在于能够将干扰能量仅出现在需要遮盖的运动目标上,从而更有效地利用了干扰能量。以三通道干涉对消为例着重分析了该方法对多通道GMTI的干扰原理。仿真实验证明了此干扰方法的正确性和有效性。

对SAR-GMTI的运动调制-步进移频复合干扰

提出一种对SAR-GMTI的干扰新方法:运动调制-步进移频复合干扰。该方法将干扰信号载频在脉间步进递增或递减变化,同时进行运动附加相位调制,可在SAR成像中形成区域遮蔽干扰效果,然后以三通道干涉对消技术为例分析了其对多通道GMTI的对抗性能。该方法的优点有两个:一是遮蔽区域大小和位置均可以通过改变干扰参数进行控制;二是干扰信号与SAR的距离和方位向滤波器是部分匹配的,因此所需的干扰功率比较小。仿真实验验证了此方法对SAR成像和SAR-GMTI成像均具有不错的干扰效果。

机载干涉SAR/ISAR对地面慢速目标成像研究

该文研究用机载干涉SAR/ISAR技术对地面慢速目标成像,该技术利用SAR成像的距离和横向距离高分辨率,以及干涉仪的空域对消,实现杂波抑制,提高信杂比。动目标的真实方位由相位比较干涉仪测定。进而用ISAR处理得到慢速目标的高分辨图像.文中详细讨论了机载干涉SAR/ISAR系统框图和工作原理,并导出了该系统中SAR、干涉仪空域对消和测向以及ISAR处理的定量关系式。理论分析和初步计算机仿真证明了这项技术的正确性。

微动调制间歇采样转发干扰对SAR-GMTI干扰性能分析

针对合成孔径雷达成像-地面动目标显示(SAR-GMTI)对运动目标的威胁,给出了基于微动调制的间歇采样转发干扰方法,并分析了该方法对SAR-GMTI的干扰性能。该方法沿方位向的干扰通过在慢时间域进行余弦调相,沿距离向的干扰是通过对信号间歇采样转发,二者结合可在SAR成像中形成二维网状干扰效果。建立了干扰模型,给出了干扰信号成像表达式,最后以三通道干涉对消技术为例着重分析了其对多通道GMTI的对抗性能。仿真实验表明该干扰仅能被对消一小部分,对多通道SAR-GMTI仍然具有二维点状干扰效果,但二维点状目标将出现增强区和削弱区。

基于运动干扰站的SAR-GMTI虚假场景干扰快速算法

传统的SAR虚假场景干扰不具备运动目标的运动特性,难以对SAR-GMTI系统实施有效干扰,因此提出一种基于运动干扰站的SAR-GMTI虚假场景干扰快速算法。通过对传统算法的合理简化提出矩阵运算形式的SAR虚假场景干扰快速算法,结合运动干扰站产生具有运动特性的虚假场景,解决了传统虚假场景干扰实时性差的问题,对SAR和SAR-GMTI均能够形成逼真的虚假场景干扰效果,可同时保护地面运动目标和静止目标。以三通道干涉对消技术为例分析了其对多通道SAR-GMTI的干扰性能,理论分析和仿真实验证明了干扰方法的可行性和有效性。

TerraSAR-X数据沿轨干涉运动目标检测研究

为检验TerraSAR-X数据在地面运动目标检测(GMTI)应用中的潜力,并验证基于SAR沿轨干涉图的幅度和相位联合统计特性以及恒虚警率的检测方法(ATI-CFAR)对TerraSAR-X数据的适用性,利用TerraSAR-X卫星单发双收模式数据,基于一种ATI-CFAR方法,结合数据特点进行改进,对北京北五环部分路段开展GMTI实验研究。结合地面同步实验进行验证分析,结果表明:1)TerraSAR-X数据能够应用于GMTI,但干涉相位受干扰严重,使用统计的方法确定ATI相位阈值易发生过度估计,导致大量漏检;2)基于车速先验知识确定相位阈值,利用图解法确定ATI幅度阈值,能够有效地改善检测结果。本文方法检出率和正确率分别达到70%和87.5%,证明了其对TerraSAR-X数据的适用性,反映出TerraSAR-X数据在GMTI应用中的潜力。

基于概率分布的SAR-GMTI目标定位误差分析

由于地面上动目标存在径向速度,在合成孔径雷达成像(SAR)图像上产生方位向的位置偏移。为了能够在SAR图像上正确显示目标位置并对其聚集成像,需要对动目标重新定位。文中介绍了常用的多通道SAR地面动目标显示的定位误差分析方法,并提出了一种基于误差概率分布的定位精度分析新方法。该方法有效地将复图像的视数、相干性、信杂噪比、检测门限、干涉幅相统计特性有效结合,更符合实际情况,同时对系统定位指标设计具有较好的指导意义。

一种新的基于FrFT的动目标测速和定位方法

使用分数阶傅里叶变换(FrFT)进行SAR动目标测速的传统计算方式是二维搜索,即遍历所有的旋转角度进行FrFT计算,在二维平面内搜索峰值获得最优解。该方法需要在计算精度和计算量之间权衡。提出一种基于时频平面几何信息的动目标测速和定位方法,首先计算两个不同角度下的FrFT及其投影长度;然后利用时频平面内的几何关系,计算动目标的最优旋转角;最后计算最优旋转角下的FrFT,并对动目标测速和定位。值得注意的是,通过选择关于π对称的两个旋转角度,可以进一步抑制杂波。综上,该方法具有速度快、参数估计精度高的优点。通过仿真实验和真实数据实验,验证了提出方法的有效性和优越性。

基于双站幅度调制的虚假运动场景对SAR-GMTI的欺骗方法

为了产生方位向初始位置和幅度可控的虚假运动场景,该文提出针对合成孔径雷达动目标显示(SARGMTI)的双干扰机幅度调制的虚假场景欺骗算法。双干扰机分别通过移频和延迟在指定位置产生相同的虚假运动场景。设置幅度比控制两幅虚假场景叠加后产生的各点的相位,达到初始方位向位置可控的目的。理论分析表明算法能够在指定位置产生初始方位向位置和幅度可控的虚假运动场景。然后分析了干扰效果和影响因素,建立了干扰算法的应用模型,给出了虚假运动场景的成像位置、方位向初始位置和幅度补偿系数的设置方法,并讨论了双站沿方位向间距对算法的影响。最后,仿真实验验证了算法的有效性。

对SAR-GMTI的灵巧遮蔽干扰方法研究

提出了一种对SAR-GMTI灵巧遮蔽干扰方法。该方法通过匀加速运动调制实现方位向干扰的同时,对SAR信号进行余弦调相实现距离向干扰,将二者结合可在成像中形成区域遮蔽干扰效果,并以三通道干涉对消技术为例分析了其对多通道GMTI的对抗性能。该方法的优点有两个:一是遮蔽区域大小和位置均可以通过改变干扰参数进行灵活控制;二是干扰信号与SAR的距离向和方位向滤波器是基本匹配的,所需的干扰功率比较小。仿真实验证明了该方法对SAR成像和SAR-GMTI成像均具有很好的干扰效果。

解运动目标径向速度模糊的一种新方法

采用多天线合成孔径雷达可以对运动目标进行检测和测速.为获得好的检测性能,基线长度应该比较长,但在这种情况下会出现测速的速度模糊问题.研究多天线SAR-GMTI系统在估计较大径向速度时的解模糊方法,从理论上分析推导了运动目标干涉相位与雷达系统参数的关系,揭示了基线长度和载波波长改变系统速度响应的机理,提出了一种新的SAR-GMTI速度解模糊方法.本方法同时利用了参差基线和参差频率的解模糊能力,比常规单参差方法解模糊能力更强.同时,提出一种数值计算方法可以简单有效地计算出目标不模糊径向速度.理论分析及计算机仿真验证了本方法的有效性.