一种基于方位谱重采样的大斜视子孔径SAR成像改进Omega-K算法

斜视SAR数据两维波数域支撑区具有斜拉特性,并且斜视角越大,斜拉越明显;在大斜视成像时,常规Omega-K成像直接选取矩形支撑区进行处理,支撑区利用率低,难以满足成像分辨率要求。针对子孔径大斜视SAR数据成像,该文提出一种基于方位谱重采样的改进Omega-K算法。该算法通过坐标轴旋转,实现波数谱支撑区利用率的最大化,针对伴随的方位空变问题,采用方位谱重采样方法校正空变性,实现方位统一聚焦。另外,由于对于子孔径数据处理,考虑位置支撑区受限,不同于传统Omega-K方法,改进Omega-K算法在方位波数域成像,避免了位置域成像需要的大量补零操作,提高了处理效率。点目标数据仿真和实测数据处理验证了该文算法的有效性与实用性。

UWB机载SAR方位空变误差精确补偿方法

超宽带SAR高分辨成像需要较大的方位积累角,在宽波束情况下,机载平台的侧向扰动误差相对不同方位波束的目标存在较大的差异,即误差在存在方位空变性。成像过程中方位空变误差补偿非常困难,严重影响成像质量。本文提出了一种新的方位空变误差精确补偿方法,该方法利用回波方位谱与波束方位角的对应关系,采用DFT变换和运动误差补偿相结合,在回波方位谱形成时对不同方位角目标的误差精确补偿。经过仿真和实测试验数据验证,该方法在较大运动误差环境下,能有效补偿方位空变误差。结果证明该方法可以实现超宽带SAR的精确成像。

多类簇功率谱对MIMO信道与性能影响

为分析在各种功率谱下接收信号相关性参数及其近似计算,建立功率谱在典型均匀角分布、高斯分布及拉普拉斯等分布下的闭合函数表达式,提出近似方法和MIMO系统的接收信道模型。推导在复杂反射物环境下形成多类簇的多边波达信号分布,并得出各种组合分布情况下的无线信道衰落相关性特征。实例计算和仿真实验结果表明,表达式和部分近似法可更有效分析波达信号多种组合功率谱下MIMO系统接收信道衰落参数及性能。

一种稳定背景的局部缩放信号处理方法

声呐设备目标通常在波束形成后的方位能量谱中以峰值形式显示,峰值的强弱一般代表着目标强弱。为了解决传统显示软件中因方位能量谱图统一缩放而无法快速直观区分弱目标与背景的问题,提出一种可在保持背景基本稳定的情况下,对目标方位处实现局部缩放的,突出目标方位的信号处理方法。该方法利用背景均衡归一化技术,压缩能量谱的动态范围;根据估计的背景门限,对能量谱进行分段修正;对分段后数据调整相应缩放系数后再进行局部缩放。仿真和实际数据验证,本方法处理后的目标峰值会根据缩放指令相应变化而背景保持基本稳定,能实现快速直观区分目标和背景、突出显示和识别目标方位的功能。

蜂窝环境下功率空时分布仿真的改进算法

为更好地对蜂窝环境下的功率空时分布进行仿真,引入“有效散射体”和“反射概率”两个有明确物理意义的概念,在单反射椭圆模型(GBSBEM)的基础上提出一种改进的仿真算法.该算法能更准确灵活地描述蜂窝环境下信号的功率空时特性.仿真结果与实测数据对比表明,在功率时延谱预测方面,改进算法与GBSBEM有同样的精度,而在功率方位谱预测方面,前者的均方相对误差要小于后者.

一般构形双基SAR多普勒特性分析

基于一般构形双基合成孔径雷达(SAR)的空间几何关系,分析了一般构形双基SAR的特点,给出了一般构形双基SAR回波的多普勒参数表达式。由于一般空间构形双基SAR发、收平台的运动矢量是不相等的,造成双基系统对场景中每一个点目标的成像几何结构是不同的,因此成像处理中除了需要校正距离空变量外,还需要补偿方位空变量。星机构形的实例分析验证了这种方位空变性。文中对一般构形双基SAR空变多普勒参数分析的结果为系统参数选择和二维空变补偿成像处理提供了相关的基础。

功率受限的常规波束形成后处理拟合方法

针对水下目标方位超分辨估计问题,提出一种功率受限(Power Constraint)的常规波束形成(Conventional BeamForming)拟合算法(PC-CBF)。PC-CBF算法通过常规波束形成获得目标方位谱数据,利用阵列响应向量对方位谱进行后处理,准确估计目标个数与目标方位。算法对接收信号的功率进行限制,获得对方位谱的欠拟合,利用凸优化进行反演卷积,估计目标的方位信息。仿真结果表明,算法性能在分辨率上优于基于半正定规划的常规波束形成算法(semi-definite programming Conventional BeamForming,sdp-CBF)和多重信号分类(MUltiple SIgnal Clasification,MUSIC)。对水池实验数据以及湖试数据处理结果显示,PC-CBF算法能够获得较窄的谱峰宽度以及较低的背景级,具有较强的方位估计分辨能力。

基于统计信道模型的MIMO多天线系统性能研究

由于多径效应的存在,MIMO无线传输系统的性能很大程度上取决于衰落信号空间相关性.研究基于统计的传输信道模型,及在此模型下MIMO多天线系统的接收性能.在理想基站天线结构下,用户终端(UT)的波达信号方位功率谱(APS)模型可应用到Kronecker MIMO信道模型中.研究在Kronecker MIMO信道模型中方位功率谱对MIMO分集和多天线系统性能的影响.数值仿真结果表明:此统计信道模型下的参数估计符合理论和经验;提出的统计信道模型及分析法扩展了以前的MIMO信道模型建模,降低了计算和分析的复杂度.

多天线信道空间衰落相关性近似算法及其复杂性研究

信道空间衰落相关性(SFC)主要取决于波达信号的功率方位谱(PAS)和多天线阵列收发模式.深入研究了移动通信系统中多天线阵列SFC近似计算法及其复杂性.首先导出在典型PAS为均匀分布、高斯分布以及拉普拉斯分布下的SFC函数的闭合表达式.再研究在波达信号PAS小角度扩展时的近似计算法,建立多输入多输出(MIMO)多天线接收信道模型,深入分析所选择的天线阵列和电波传播参数对MIMO系统信道容量的影响.通过理论计算和仿真实验得出近似计算法在特定条件下具有很好的拟合度,定量分析了近似计算法在对MIMO多天线系统分析时的适用性和计算效率.该算法能极大地减低理论计算复杂性,提高分析和仿真MIMO多天线系统的效率.

基于去调频技术的斜视聚束SAR成像方法

针对具有方位谱混叠现象的斜视聚束式合成孔径雷达(SAR)成像问题,本文研究了一种基于去调频技术的成像方法.文中首先分析了斜视聚束SAR中的方位谱混叠现象,从理论上找出了斜视角影响方位粗聚焦的根本原因.基于分析结果,引入了回波信号非线性相位校正预处理法,彻底消除了斜视角的影响,从而得到正确的粗聚焦结果.然后基于斜视成像模型,推导了预处理回波信号的方位粗聚焦和精聚焦处理过程.在精聚焦的方位滤波处理中,针对非线性相位校正预处理导致的场景聚焦深度限制问题,提出了一种改进的非线性调频变标(NLCS)算法,实现了回波信号的高精度方位压缩.仿真实验结果证明了文中理论分析的正确性和所提方法的有效性.

MIMO阵元方向性对系统性能影响研究

在考虑空间衰落相关性(SFC)的同时引入天线单元方向性,研究基于统计信道模型的终端MIMO多天线模型及性能评估方法.在Kronecker的MIMO信道建模中应用终端波达信号方位角功率谱(APS)模型.利用此MIMO信道模型概念,分析在统计衰落信道中MIMO阵元方向性对系统性能影响,包括对空间衰落相关系数、MIMO多径信道容量和误码率(BER)的影响.仿真和优化结果表明:终端MIMO多天线模型中阵元方向性对系统性能影响显著,合理安排阵元波束方向可增加约10%多径信道容量并明显减小误码率.