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。

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。

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。

SAR距离-多普勒成像算法中的距离徙动及校正

在SAR距离-多普勒成像算法中,距离徙动会使距离向和方位向发生耦合,成像质量下降.典型的距离徙动校正插值算法有:最近邻插值、牛顿插值、辛格插值等.但以上算法的光滑性和收敛性不好,而三次样条函数具有连续的二阶导数,且可采用分段函数的形式,具有很好的光滑性和收敛性.作者用三次样条函数插值进行距离徙动校正,进行了点目标SAR仿真成像,得到了满意的仿真结果.

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。

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。

基于时频的逆合成孔径雷达的距离—瞬时多普勒成像方法

为了对机动目标进行ISAR成像,以在时间和频域同时具有高分辨率的时频变化替代傅氏变换作谱分析,得到机动目标距离—瞬时多普勒像。实测数据处理结果表明,与直接用距离—多普勒(R D)算法相比,该方法得到的图像质量有明显提高。

斜式模式距离—多普勒—距离星载合成孔径雷达成像算法

距离—多普勒—距离(R-D-R)成像算法是根据雷达回波信号的傅里叶谱的相位特性进行相位补偿和聚焦的,且运算量不大。本文对该算法进行了修正,使该算法适用于斜视模式的机载和星载SAR成像。在数学推导的基础上,给出了算法流程和该算法的点目标成像仿真结果,并把该算法应用于星载SAR成像,给出了它的Radarsat-1原始数据的成像结果,验证了该修正算法可应用于机载和星载SAR成像处理。

基于遗传-启发算法的微动目标认知ISAR成像资源调度

认知逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)将认知雷达理论与ISAR成像技术相结合,利用目标与环境的离线先验知识及在线感知结果,提升ISAR在复杂环境下的成像能力.与传统单脉冲雷达相比较,相控阵ISAR可实现波束的快速扫描,因此具备多目标观测能力.在实际空间微动目标成像场景中,相控阵ISAR很可能存在多波束多目标情况.为实现系统效能的充分发挥,需要在系统能量、时间资源有限条件下实现成像任务有效调度.然而,面向成像任务的资源调度方法主要针对刚体目标,其约束条件及调度模型并不适用于微动目标,并且存在求解方法稳定性差、调度成功率不高等问题.此外,微动目标运动形式复杂,回波非平稳性很强,且方位缺损时难以聚焦成像.因此,迫切需要针对微动目标的特性,研究有效的ISAR资源调度和高分辨成像方法.针对上述问题,本文提出基于遗传-启发算法的微动目标认知ISAR成像资源调度方法 .该方法首先根据微动目标认知结果计算其成像所需的雷达资源及综合优先级;接着基于脉冲交错技术,在时间、能量双重约束下建立微动多目标资源调度模型.在此基础上,本文提出了基于遗传-启发算法的最优调度求解方法 .进一步,针对资源调度导致微动目标回波缺损,难以聚焦成像的问题,本文提出了基于交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)的距离-瞬时多普勒(Range-Instantaneous Doppler,RID)成像方法,从而实现成功调度任务对应微动目标回波的高分辨聚焦成像.实验结果表明,相比于现有资源调度方法,本文所提方法调度结果更为稳定,调度成功率更高,并可实现回波缺损时的微动目标聚焦成像.

巴克码无旁瓣滤波在地基雷达月球成像中的应用

本文针对13位巴克码匹配滤波器会因旁瓣导致地基雷达月球成像质量恶化的问题,提出了使用无旁瓣滤波器解码来避免出现旁瓣从而改善成像质量的方案,并用三亚非相干散射雷达进行了月球成像实验,检验了该方案有效性。成像算法采用了距离-多普勒算法。成像结果表明,13位巴克码匹配滤波器的旁瓣会使距离-多普勒图像在距离向产生10%~30%的回波强度扩散,污染周围距离门,导致距离分辨率恶化;而无旁瓣滤波器可以有效避免这种污染,从而优化距离分辨率,使成像质量得到改善。

相位梯度自聚焦算法在条带模式SAR中的应用

相位梯度自聚焦 ( PGA)算法是一种稳健的高分辨 SAR相位校正方法 ,在 SAR领域得到广泛应用。但PGA是对聚束模式成像提出的 ,不能直接用于条带模式。本文利用两种模式之间的内在联系 ,将条带模式 SAR数据分块处理 ,等效成聚束模式数据。然后 ,用聚束照射 SAR成像算法实现成像 ,此时就可以利用 PGA完成各块子图像的自聚焦过程 ,最后将各子图像适当拼接 ,从而实现条带模式 SAR的 PGA处理 ,外场数据的处理证实了本文方法的可行性 ,同时 ,分块处理条带 SAR数据实现了聚束照射 SAR与条带模式 SAR成像算法上的统一。