多子阵合成孔径声纳距离-多普勒成像算法

基于相位中心近似(PCA)的传统多子阵合成孔径声纳(SAS)成像方法忽略了近似误差的方位空变性,使得分布式目标的聚焦结果发生畸变。为解决这个问题,该文从收发阵元空间分置采样与相位中心近似采样的几何模型出发推导了一种考虑近似误差方位空变性的双程斜距历程,并将多子阵合成孔径声纳2维频域系统函数分解为收发分置畸变项和类收发合置项。在此基础上,采用复数相乘、插值实现收发分置畸变项的补偿,并利用距离-多普勒算法进行成像处理。相对传统方法,该文方法在整个测绘带内的近似误差更小,不会带来方位向上的位置偏移,能得到与真实目标位置一致的成像结果。

基于最大图像清晰度的泛探雷达目标距离-多普勒走动校正

泛探雷达长时间的相干积累会增加目标二维走动,导致目标在距离多普勒域散焦,回波信噪比降低。有效的目标二维走动校正才能更好地体现泛探雷达的凝视特性,提升雷达目标检测性能。文中利用Keystone变换进行距离维走动校正,并建立多普勒维走动和图像清晰度的数学关系式,基于最大图像清晰度准则进行多普勒维的走动校正。该方法解决了凝视探测下的二维走动,提高目标在多普勒维的高分辨,同时提升了微弱目标检测能力。

FM-CW SAR距离-多普勒成像算法研究

调频连续波(FM-CW)合成孔径雷达因其体积小、重量轻、低成本及分辨率高等特点越来越受到关注。该文详细推导了调频连续波(FM-CW)体制下去调频FM-CW SAR信号模型,对FM-CW SAR的特有问题如RVP,斜置,距离走动现象进行了深入研究,提出了改进的去调频FM-CW SAR的距离-多普勒成像算法。通过理论推导及仿真实验,验证了模型和算法的可行性与正确性。

基于AIS距离-多普勒投影的地波雷达CFAR检测验证方法

恒虚警(CFAR)检测是地波雷达船只目标探测的主要方法。目前基于船舶自动识别系统(AIS)信息的CFAR检测验证方法是一种间接验证方式,容易受地波雷达系统测向误差的影响,且不具备对错检与漏检目标的分析能力。本文提出了一种基于AIS信息的评价地波雷达CFAR检测结果的直接验证方法。该方法将有效的AIS信息转换到地波雷达的距离-多普勒谱中,通过在该谱中AIS信息与CFAR检测结果的关联分析,实现CFAR检测结果的直接评价。论文首先给出了方法的原理和处理流程,然后利用实测数据给出了该方法在CFAR检测结果评价中的实际应用,验证了方法有效性,而且该方法也为低可观测目标的CFAR检测提供了参数优化调整的依据。

四阶模型的多接收阵合成孔径声呐距离-多普勒成像算法

该文以多接收阵合成孔径声呐(Synthetic Aperture Sonar,SAS)中任意一个接收阵元和发射阵组成的子系统为研究对象,采用四阶泰勒多项式近似其具有双根号形式的斜距历程,利用级数反演方法和相位驻留原理推导了子系统的2维频域系统传递函数,并在此基础上提出一种适用于宽波束和长接收基阵情况下的距离-多普勒成像算法。该方法先对各子系统的回波数据进行成像处理,然后对所有的子图像进行相干叠加以获得所需的高分辨SAS复图像。通过仿真实验和实测数据的验证,证明了该方法的有效性。

步进频信号距离-多普勒成像的干扰抑制

针对VHF/UHF波段日益复杂的射频干扰环境为雷达应用带来的挑战,提出了基于多普勒频域门限检测的自适应干扰抑制方法。通过在多普勒频域设置干扰检测门限,可以自适应地检测并抑制多帧步进频信号距离-多普勒成像过程中的射频干扰信号。理论分析及仿真表明,该方法不仅能够在尽可能减小雷达回波损失的前提下得到良好的干扰抑制效果,而且门限设计简单、易于实现,具有良好的适应性,适用范围较广,有利于工程实现。

星载SAR距离-多普勒定位算法中地球模型的修正

星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)距离-多普勒定位算法(R-D算法)模型基于严格的成像几何构建,不需在视场中设置任何位置确知的特征点。但对具有一定高程的目标,以往的研究将目标高程直接加在平均赤道半径上对地球模型进行修正。由于地球体的椭球特征,这种修正并不能完全消除高程对定位误差的影响,会产生随纬度和目标高程变化的定位误差。本文介绍R-D定位算法的原理,推导将目标大地高归算至地球赤道半径的公式,给出地球模型合理的修正公式。最后根据实例和仿真分析,表明在低纬度的定位研究中,以往的修正方式仍然可以达到很高的精度;而在高纬度和高海拔地区,则会产生较大的定位误差,应使用更为合理的地球模型。

距离-多普勒方法中的几种插值算法比较

在高分辨率合成孔径雷达(SAR)信号处理中,距离迁移校正是成像处理的关键步骤。距离-多普勒(R-D)方法在R-D域中通过插值处理来完成迁移校正。本文首先对距离迁移问题进行分析,然后研究R-D方法中常用的三种插值算法:最邻域近似、拉格朗日插值和sinc插值,给出它们的一般表达式,比较其运算量;最后通过计算机仿真,以点目标为例,分析它们对成像结果的影响。

基于改进距离-多普勒算法的合成孔径声呐斜视成像研究

在深入研究了合成孔径声呐(SAS)中距离-多普勒(R-D)成像算法的基础上,针对SAS的斜视和大面积测绘的应用,放弃菲涅耳假设得到了一个在正侧视和斜视情形下同时适用的改进R-D算法。避免了二次距离压缩(SRC),同时提高了斜视下的成像效果。并且该算法易于结合自聚焦环节实现运动补偿。最后以仿真结果证明了改进算法的有效性。

基于最大熵谱估计的距离-多普勒成像

提出一种目标超分辨逆合成孔径(ISAR)成像方法。该方法首先利用最大熵谱估计的方法对雷达宽带测量数据进行外推处理,然后对经过外推处理后的数据采用距离-多普勒原理进行ISAR成像,最后采用仿真数据和实际测量数据进行实验验证。实验结果表明,该方法对目标ISAR成像分辨率有明显提高,对用传统方法不能进行的ISAR成像数据,采用该方法成像效果有明显改进;且计算量不是很大,易于工程实现。

一种基于时频分析的逆合成孔径声呐的距离-瞬时多普勒成像方法

传统距离－多普勒逆合成孔径成像方法是基于匀速转动的目标模型之上的，然而当目标机动时，由于目标各散射点多普勒效应的差异及投影平面的变化，距离－多普勒成像可能会失效。本文运用时频分析的方法，提出了一种新的距离－瞬时多普勒成像的方法，改善了原方法对机动目标的成像效果。实测的结果表明了该方法行之有效。

斜视合成孔径声纳成像的改进距离-多普勒算法

由于合成孔径声纳的发射信号载频低以及合成孔径声纳成像高分辨率的要求,合成孔径声纳成像中菲涅耳假设不成立。基于斜视距离等效模型,放弃菲涅耳假设,给出了方位时域校正距离走动频域校正距离弯曲的改进距离-多普勒算法。该算法校正了几何形变,使得成像结果与场景完全一致。仿真结果证明了改进算法有效地提高了斜视合成孔径声纳成像的质量。

大距离徙动情况下距离多普勒(RD)算法与后向投影(BP)算法的比较

距离多普勒 (Range Doppler,RD)算法是传统窄带 /窄波束SAR的经典成像算法 ,它借助菲涅耳近似 ,只保留了斜距R(t)的线性部分和二次项。但是当距离徙动严重时 ,方位向二次以上的高次相位项不能忽略 ,这会大大降低聚焦精度。后向投影 (Back Projection ,BP)算法是一种基于时域处理的成像算法 ,通过计算双程延时将对应信号进行相干累加 ,获得高分辨率SAR图像。BP算法由于用时延代替了相位的概念 ,故与频率无关 ,不存在距离徙动校正的问题。本文介绍了RD算法和BP算法的原理及算法实现 ,并且利用距离向插值改进了BP算法。最后 ,结合计算机仿真结果详细比较了这两种算法的若干性能指标 。

合成孔径声纳成像改进距离-多普勒算法研究

在合成孔径声纳成像优化的研究中,传统距离-多普勒算法主要应用于窄带窄波束信号合成孔径成像,而在合成孔径声纳领域,由于信号带宽较大,波束较宽,使得成像效果较差。研究了经典距离-多普勒算法的原理,提出了其局限性,针对合成孔径声纳的宽带宽波束信号特点改进了传统算法。放弃窄带信号条件下的Fresnel近似,利用更精确的适用于宽带宽波束信号的距离双曲线模型对算法进行了推导,并在推导结果的基础上对成像区域中任意点目标上进了仿真。仿真结果表明,改进算法具有更高的分辨率和适中的运算量,比传统距离-多普勒算法更适合应用在合成孔径声纳成像中。

高斯型功率谱随机噪声斜视合成孔径雷达距离-多普勒成像算法

由于斜视随机噪声合成孔径雷达(SAR)的信号没有解析式,且通常的线性调频信号SAR的成像算法不再适用,提出了一种随机噪声斜视SAR距离多普勒(RD)成像算法。该算法根据随机噪声信号距离向处理的特点,先进行距离向部分处理,然后在二维频域进行距离弯曲和距离走动校正,因此,其对小斜视随机噪声SAR能获取较好的图像。仿真结果表明该算法的有效性和正确性。

连续波随机噪声SAR距离-多普勒成像算法

连续波随机噪声合成孔径雷达具有十分优良的低截获特性、抗干扰特性和电磁兼容性,因而受到广泛的关注。针对连续波随机噪声合成孔径雷达的天线连续运动引起的问题,提出了两种距离-多普勒成像算法。通过分析连续波体制下随机噪声合成孔径雷达距离向信号的长度,推导了在频域和时域校正在距离向信号持续时间内天线连续运动引起的相位项的两种距离-多普勒成像算法。最后,通过点目标仿真实验,验证了算法的有效性。

改进的机载大斜视SAR距离-多普勒算法

基于斜视成像几何模型,分析了目标回波信号距离走动比距离弯曲大得多的特点。推导了用于机载大斜视合成孔径雷达成像的改进距离-多普勒算法。该算法基于高阶距离模型,首先在距离压缩时校正距离走动,然后在两维频域校正距离弯曲。点目标仿真和实测数据成像结果证明了算法的可行性。

改进的FMCWSAR距离-多普勒成像算法

调频连续波合成孔径雷达（FMCWSAR）具有体积小、重量轻、成本低、分辨率高的优点而受到越来越广泛的关注。文章介绍了FMCWSAR的去调频信号模型和成像几何模型，重点推导了改进的距离一多普勒算法的流程，定量分析了斜置项和剩余视频相位项（RVP）对成像的影响，并给出了精确成像所需的方位向匹配滤波函数的改进方法，最后通过仿真验证了该算法的正确性和可行性。

星载双站SAR采用距离-多普勒算法的保相成像

星载双站合成孔径雷达(SAR)的成像可以采用距离-多普勒(RD)算法。算法的距离模型可使用二次模型和直线模型,针对系统双站的特点,讨论了高精度距离模型参数的求取方法。传统RD算法采用二次模型,在斜视情况下,二次模型可能会有较大误差,主要是会影响方位向压缩,因此讨论采用直线模型对应的方位压缩因子进行成像,从而改善方位向旁瓣。成像中为了使算法能够保相,需采用合适的方位向压缩因子,使其不破坏所成像的相位信息。

基于混沌高斯频率调制的距离-多普勒雷达成像

提出了利用混沌映射产生随机抽样的方法。进一步证实了高斯抽样可以通过两类随机数产生器结合混沌映射生成。利用高斯抽样,得到了高斯调频雷达信号。研究结果表明,通过这种高斯调频信号得到的模糊函数接近2维delta函数,它在距离-多普勒平面上的旁瓣是均匀分布的。对该高斯调频信号进行傅立叶处理可以得到高分辨率的距离-多普勒图像,图像品质较高。