基于越距离单元徙动校正的空间高速旋转目标ISAR成像方法

逆合成孔径雷达成像是实现对空间目标跟踪,成像与识别的重要手段,但是空间目标的高速旋转运动特性使传统的ISAR成像算法失效。针对这一问题,提出一种基于越距离单元徙动校正的ISAR成像方法。首先,建立空间高速旋转目标回波模型;其次,根据回波特性构造参考信号进行越距离单元徙动校正,实现目标散射点空间参数估计;最后,引入粒子群优化算法实现参数快速搜索。仿真结果表明,该算法可以有效提取目标参数,实现空间目标高质量成像,与传统成像算法对比结果验证了该算法的鲁棒性及优越性。

双站ISAR越距离单元徙动分析与校正算法

在逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像中,当雷达分辨率较高而目标体积较大时,会产生越距离单元徙动现象。在双站ISAR成像系统中同样存在类似的问题。在双站ISAR成像模式下,对产生越距离单元徙动的原因进行了详细分析及讨论。并与单站ISAR成像中的越距离单元徙动进行了分析比较。在此基础上,采用Keystone变换的方法对解线频调后的时域信号进行处理,消除了目标像的越距离单元徙动,最后对散射点模型进行了仿真验证。

机动目标双基地ISAR越距离单元徙动校正算法

逆合成孔径雷达(Inverse synthetic aperture radar,ISAR)使用距离多普勒算法成像时,当目标尺寸较大或转角过大,会发生越距离单元徙动(Migration through resolution cells,MTRC)现象,严重影响目标成像效果。基于双基地ISAR转台模型,针对成像的MTRC问题,对解线频调后的目标回波进行研究,分析了机动目标MTRC的产生机理,并将匹配傅里叶变换(Match Fourier transform,MFT)应用到MTRC的校正中,消除了快时间频率与慢时间的耦合项,有效解决了MTRC引起的ISAR图像散焦问题。仿真结果表明,基于MFT的双基地ISAR MTRC校正算法能够有效校正机动目标的距离徙动,提高ISAR成像质量。

双基地ISAR越距离单元徙动分析与校正方法

空间目标双基地ISAR成像中,散射点的越距离单元徙动会造成目标像距离维的散焦,为解决此问题,研究了相应的越距离单元徙动校正方法。针对中频直接采样匹配滤波非相参双基地ISAR,以空间目标为研究对象,分析了成像期间双基地角固定不变时越距离单元徙动发生的原因,并以此为基础,借鉴单基地ISAR越距离单元徙动的校正思路,提出利用Keystone变换对目标像越距离单元徙动进行校正的方法,最后利用空间目标理想散射点模型对算法进行了仿真验证。

双基地ISAR稀疏孔径机动目标MTRC补偿成像算法

针对双基地逆合成孔径雷达(bistatic inverse synthetic aperture radar,Bi-ISAR)稀疏孔径条件下机动目标的越距离单元徙动(migration through range cells,MTRC)补偿难的问题,提出了一种将Keystone变换与加权l 1范数稀疏约束最优化算法相结合的补偿并成像的算法。Bi-ISAR稀疏孔径机动目标回波完成平动补偿后,假设目标图像各像元稀疏非同分布,对每个距离单元建立含Keystone变换参数与时变双基地角的变尺度傅里叶变换稀疏基,使用加权l 1范数稀疏约束最优化算法逐距离单元恢复方位向的散射系数并成像。实验结果证明了所提算法的有效性和鲁棒性。

匀速运动目标逆合成孔径激光雷达成像算法

由于逆合成孔径激光雷达(ISAL)发射信号具有超短波长、超大带宽的特点,在对匀速运动目标成像时,其回波信号存在色散效应,且目标散射点容易产生越距离单元徙动,利用传统的距离-多普勒成像算法将无法获取理想的ISAL图像。在对匀速运动目标回波精确建模的基础上,深入分析了由于目标运动引入的距离色散。提出利用分数阶Fourier变换(FRFT)补偿距离像色散,并对距离压缩后的回波信号进行预相干化处理,之后结合keystone变换消除目标散射点存在的越距离单元徙动,并最终实现对目标的高分辨成像。仿真实验验证了成像算法的有效性。

逆合成孔径成像激光雷达成像算法

逆合成孔径成像激光雷达是一种能实现运动目标超高分辨实时成像的雷达,它在发射激光信号的基础上,运用逆合成孔径原理对目标进行成像。但激光信号具有极高载频、超大带宽和极短波长的特性,传统的距离-多普勒算法不再适用。在对回波信号特征进行分析的基础上,利用重排维格纳分布和Hough变换对光外差探测后的信号进行时频分析以估计目标的运动速度,构造有效的补偿因子,完成了对回波信号的精确运动补偿,并进一步采用Keystone变换完成对目标散射点的越距离单元徙动校正,实现了对目标的高分辨二维成像。仿真实验验证了成像算法的有效性,并通过与微波波段逆合成孔径雷达的比较,证明了逆合成孔径成像激光雷达可实现对运动目标更快速、更高分辨的成像。

一种稀疏孔径下大尺寸目标的ISAR成像方法

针对稀疏孔径下的大尺寸目标ISAR成像,该文提出了一种新的成像方法,该方法在距离频域进行方位向压缩,避免了散射点越距离单元徙动的影响;引入压缩感知替代FFT对稀疏孔径数据进行方位压缩,通过构造随距离频率变化的基空间,消除了距离频率和方位时间之间的耦合,同时降低了方位向的峰值旁瓣比,获得了清晰的目标图像。计算机仿真结果验证了该算法的有效性。

ISAR成像中PFA算法在MTRC中的应用

逆合成孔径雷达(ISAR)转台成像中散射点越距离单元徙动(MTRC)时有发生。在小目标远场情况下,极坐标格式算法(PFA)能够基本消除MTRC,这种算法需要在空间频域进行从极坐标分布到直角坐标分布的二维插值。文中就如何运用PFA算法解决MTRC问题进行了较深入地分析,在距离向给出滤波插值法,并提出了新的补域插值法,方位向则运用斜线投影方法,最终将扇形区域转换为矩形区域。仿真结果表明,此算法比线性距离—多普勒(R-D)算法能更有效的处理MTRC现象;在距离向插值中将滤波法与补域法做了比较,后者计算速度更快。

基于U-net卷积神经网络的大转角ISAR成像方法

针对ISAR成像在大转角条件下产生严重的越距离单元徙动从而使得ISAR图像散焦的问题,提出一种基于U-net卷积神经网络的大转角ISAR成像方法。首先利用快速傅里叶变换对大转角条件下的回波数据进行预处理,得到散焦的ISAR复值图像作为训练样本,其次,根据ISAR成像特点对U-net网络结构进行了改进,训练后得到具有良好聚焦能力的成像网络。仿真实验表明:与传统大转角ISAR成像方法相比,所提方法将ISAR图像的峰值旁瓣比降至-18d B以下,具有更小的图像熵和最小均方误差,成像时间缩减至0.28s左右,在低信噪比条件下仍可以实现ISAR图像的快速、准确重建。