基于等效单站的双基地SAR波数域成像算法

为了使传统波数域成像算法能够很好地适用于双基地合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR),首先建立了双基地SAR的等效单站模型。然后又进一步建立了基于该等效单站SAR的波数域二维频谱模型。通过分析发现,传统的波数域成像算法会造成波数域回波信息的损失,从而达不到理想的聚焦效果,所以为了充分利用全部波数域回波信息以提高聚焦能力,提出了一种全新的波数域成像数学模型。最后实验结果验证了新算法的有效性。

UWB—SAR建模及波数域成像方法研究

本文首先简单地总结了UWB—SAR成像处理中的困难;然后根据其工作原理建立了适合于计算机仿真的回波信号模型;接着在介绍了波数域成像算法(ω—k算法)的原理之后,对其中存在的Stolt插值等问题进行了详细分析和深入探讨。在此基础上将该算法引用到UWB—SAR成像处理中,从理论上扼要地分析了其有效性;最后结合所建立的回波模型对ω—k算法进行了仿真,结果表明这种成像方法具有较好的聚焦效果。

小斜视角的MIMO雷达波数域成像方法

针对传统逆合成孔径雷达(ISAR)成像技术存在的运动补偿难题,通过使用确定性阵列与单次快拍并行空间采样取代传统ISAR中的非确知性合成阵列与长时间多脉冲采样,给出了一种MIMO雷达波数成像方法.该成像方法利用发射/接收阵元的角度分集和信号分集,在单次快拍观测期间即可实现目标散射函数波数域二维支撑域上的有效观测,避免了ISAR成像中对目标运动的补偿难题.仿真验证了该方法的可行性.

采用波数域成像方法研究中国南海及邻区岩石圈三维密度扰动

中国南海位于欧亚板块、太平洋板块和印度洋板块交汇处,经历了大陆破裂和海底扩张等复杂的构造活动。研究中国南海及邻区大尺度的岩石圈三维密度结构对于认识该地区深部构造特征、板块演化和动力学机制等具有十分重要的意义。目前对该地区密度结构的研究多采用地震波剖面资料,大尺度区域性研究较少。重力数据的大尺度和高分辨率特点在研究大尺度三维密度扰动方面具有很大优势。因此,利用高精度的重力场模型数据,采用波数域三维密度成像方法反演了中国南海及邻区大尺度高分辨率的三维密度扰动。研究结果表明,岩石圈密度扰动分布结果呈现出不同深度的密度波动和异常分布。中央海盆下方存在相对邻区较低密度的地幔,该地幔与洋盆的高热流背景有关。中沙群岛、南沙海槽区域存在高密度异常,猜测这些地区高密度扰动可能是由于地幔热物质上涌导致高密度的地幔物质侵入到相对较低密度的下地壳中造成的。马尼拉海沟在地幔处显示出明显低密度,这是由于板块俯冲作用造成的,使密度较低的洋壳下沉到高密度地幔中。

基于感兴趣区域搜寻的机载下视阵列3D SAR波数域快速成像方法

3维波数域成像处理方法对回波信号距离历程不做近似,成像重建精度高。机载下视阵列3D SAR跨航向阵列长度相比跨航向幅宽小很多,需将回波信号尺寸补零到成像场景尺寸以防止FFT时出现卷绕,过高的补零倍数给波数域成像处理带来内存需求和运算量的激增。如果能够仅对ROI(Region Of Interest)而非整个观测场景进行成像处理就能够极大程度降低补零倍数,提高该算法的时效性。该文提出的波数域快速成像方法首先在波传播-航迹向和波传播-跨航向完成两次2维成像处理,结合两次2维成像处理结果确定ROI,最后使用3维波数域算法对ROI进行3维精确重建。实验数据验证了该文算法的有效性。

波数域算法在机载双天线干涉SAR成像中的应用

该文针对机载双天线干涉SAR成像,分析了主、副两天线的波数域成像算法特点。通过在距离向引入距离平移因子和距离缩放因子,得到在成像过程中完成配准的波数域成像算法。通过计算机仿真和处理实际数据,验证了这种方法能够在机载双天线干涉SAR原始回波数据的成像处理中,完成复图像对的配准。

基于波数域积分的人体表面微波三维成像算法研究

该文给出了人体表面微波3维成像所需要满足的采样准则,提出了基于波数域积分3维成像处理方法,该方法通过在给定距离单元上沿波传播方向上的波数域积分代替了复杂的3维STOLT插值。通过计算机仿真给出了由点目标组成的人体模型的3维重建图像,利用通用仪器构建的人体微波3维成像实验系统开展童装模特的微波暗室Ka波段3维成像实验,验证了成像处理方法的正确性和有效性。

激光超声导波分频段时域滤波及频率波数域逆时损伤成像

构建了一个激光激励和激光多普勒扫描拾振的完全非接触式超声导波损伤检测实验平台,实现对结构中超声导波场的高分辨率拾取,克服了常规接触式导波换能器致使波场检测空间分辨率低等不足。提出分频段时域滤波的方法,将激光超声宽频带信号分解为多个窄带信号以抑制频散效应,进而在无基准信号的前提下实现对损伤信号的提取;在此基础上应用频率波数域逆时损伤成像方法重构入射波场及损伤散射波场,以确定损伤边界,进而综合各窄带信号的损伤成像结果以获得更为精确的成像。仿真和实验结果表明:结合小波分析分频段时域滤波法与频率波数域逆时损伤成像方法能够实现各向同性板状结构中损伤的非接触检测,在工程实践上具有更广的应用价值。

基于星载毫米波顺轨-交轨InISAR的空间运动目标三维成像技术研究

研究了低信噪比情况下的星载毫米波顺轨/交轨In-ISAR空间目标三维成像问题。由于传统的RD成像算法在目标尺寸较大和分辨率要求较高时不能取得较好的成像效果,故将波数域成像算法引入运动目标成像处理以获得高分辨率的二维图像,继而将顺轨/交轨三天线ISAR图像分别进行干涉处理,获得了目标上各散射点的三维位置。作为二维成像、图像配准等重要环节的基础参数,对低信噪比下的目标检测和三维运动参数估计进行了研究,分析了速度估计精度要求。最后,仿真结果表明了顺轨/交轨In-ISAR系统的有效性。

多视角聚束合成孔径雷达成像

在介绍聚束合成孔径雷达高分辨率成像机理、其获得更高分辨率的难点所在、以及空间分辨率与观测空间频谱关系原理的基础上,提出利用多视角观测增加对目标的观测角,从而增加目标观测的空间频率范围,进而提高空间分辨率的思想。通过对每一视角观测采用波数域成像算法获得每次观测的频谱,利用空间频谱与空间域的对应关系进行频谱融合,对融合后的频谱进行逆傅立叶变换获得方位向分辨率提高的图像。计算机模拟验证了多视角聚束合成孔径雷达成像提高成像分辨率的有效性。

一种有效的UWB-SAR成像方法

在简要总结大处理角ＵＷＢ－ＳＡＲ成像处理有关难点后，本文提出将波数域成像算法（Ω－Ｋ算法）应用于ＵＷＢ－ＳＡＲ成像处理；然后介绍了Ω－Ｋ算法的原理并对其中存在的Ｓｔｏｌｔ插值等问题进行了详细分析和深入探讨；最后结合所建立的ＵＷＢ－ＳＡＲ回波模型对Ω－Ｋ算法进行了仿真，研究表明这种成像方法具有较好的聚焦效果。

一种子孔径ωK聚束SAR成像算法的GPU实现

合成孔径雷达(SAR)的数据运算量不断增加,图形处理器(GPU)为其处理提供了新的运算平台。但是GPU显存小,不足以容纳大场景SAR数据。通过研究聚束SAR成像模式特点,提出了一种适合GPU加速的子孔径成像方案,降低了该算法对GPU显存的要求。在Tesla C2075上的实验结果表明,该方案能够取得良好的成像效果,与CPU上的处理效率相比,有数10倍的速度提升。

UWB-SAR成像算法中的插值方法研究

本文简单介绍了大处理角超宽带合成孔径雷达（ＵＷＢ－ＳＡＲ）波数域成像算法，研究了其中Ｓｔｏｌｔ插值的内容及其必要性，提出了几种插值方法来解决其中的插值问题。最后，利用所提出的几种插值方法进行仿真，得到了较好的聚焦效果，表明所提插值方法是有效的。

FMCW CSAR成像算法中的小波插值

CSAR波数域成像算法的关键是利用Stolt插值将极坐标空间域的回波信号重建到直角坐标系的空间频率域,再聚焦成像。但插值算法较为复杂,针对此问题,提出利用Daubechies小波基函数作为插值函数,对Stolt插值部分进行了改进,并将其应用到调频连续波(FMCW)体制的CSAR成像,有效减少了运算量,经仿真验证了该算法的有效性,实现了高效成像。

基于TX2的微型SAR实时成像信号处理技术

微型合成孔径雷达实时成像处理系统使用GPU实现,该系统以波数域成像算法为基础,采用两步运动补偿方法补偿无人机平台的运动误差,然后使用相位梯度自聚焦算法补偿残留相位误差。基于NVIDIA公司TX2开发板对实时成像处理系统进行了算法开发与验证,结合GPU特性对成像算法并行化处理,在18.5 s内实现了16k×8k点的数据处理。试验结果验证了实时成像处理系统的有效性。

舰载雷达近程目标抗干扰技术研究

论文对舰载防御雷达系统中面临的近程抗干扰问题进行了分析,提出了一种基于波数域二维成像的目标检测识别方法。采用高分辨率二维成像增强网络检测概率,通过YOLOv5s网络提高系统的抗干扰能力。文章对这一设计思路进行了理论分析和仿真验证,证明了算法的有效性。

亚波长尺度裂缝地震散射分辨分析

裂缝储层地震特征的准确识别已成为当前地震勘探的难点之一,特别是深层礁滩或碳酸盐岩储层,其大部分裂缝都在亚波长尺度,按照传统地震反射四分之一波长几何分辨准则是不能完全分辨的.传统研究裂缝地震响应的方法主要基于各向异性等效介质理论,但由于亚波长尺度裂缝微小且其地震反射弱并存在噪声干扰等问题,故该传统方法逼近精度有限.然而,这类部分可分辨裂缝可在地震散射范畴来分析和预测,本文基于散射聚焦分辨分析理论,提出了表征裂缝系统空间分布和形态特征的波数域散射成像矩阵方法,据此计算了含裂缝与不含裂缝的波数域成像矩阵之间的振幅差异性和结构差异性,从散射能量及其各向异性的角度分析了亚波长尺度裂缝的地震可识别性.均匀和复杂背景介质下的算例表明,振幅差异性随裂缝厚度和密度的变化规律显著,结构差异性随裂缝角度变化规律更加明显.同时讨论了随机噪声和排列长度等因素对裂缝系统地震散射可识别性的影响.排列长度和噪声对于裂缝厚度响应影响较小,主要影响高角度裂缝的识别,同时要求排列长度大于三倍目标深度才可应用该方法进行裂缝参数识别.