全极化频谱外推的合成孔径雷达成像分辨率增强方法

全极化合成孔径雷达可对不同极化通道分别独立进行频谱外推来增强分辨率,但分别独立处理难以利用极化信息的冗余性与互补性.将目标全极化数据分解到反映三种独立散射机理的Pauli基上,对分解后的全极化数据进行三维联合频谱外推处理,并利用实测数据进行了对比分析.结果表明:极化分解后,通过三维联合频谱外推的方法相比传统方法具有更高的预测模型匹配精度,可获得更好的分辨率增强性能.

一种改进的非线性频谱外推算法及其在无源毫米波图像增强中的应用

由于天线的低通滤波效应和噪声的影响,导致无源毫米波图像严重模糊.针对该问题,提出了一种改进的非线性频谱外推算法,用于无源毫米波图像增强.该算法改变了原算法中非线性滤波的方式,并结合总变分最小化方法对图像进行降噪处理.实验结果证明,较之于原算法,新算法更有效地改善了无源毫米波图像的质量、抑制了图像中的噪声.

频谱外推技术在毫米波CSAR成像中的应用

近年来圆轨迹合成孔径成像(CSAR)成为SAR成像领域的一个研究热点,同时超分辨频谱外推技术能够有效改善SAR图像的聚焦质量。针对频谱外推技术在近场毫米波CSAR柱面成像中的应用进行了研究,将频谱外推算法与传统的波数域算法相结合,旨在提升SAR图像的聚焦效果;仿真点目标结果表明基于频谱外推技术的改进算法可以明显改善点目标的分辨率、峰值旁瓣比、积分旁瓣比指标;在室内基于矢量网络分析仪与高精度转台搭建了近场测量系统获得实测回波数据,通过雷尼熵评价指标衡量成像结果,结果表明基于频谱外推技术的改进算法成像结果优于传统成像算法的结果。

3mm辐射成像研究

在研究毫米波无源成像原理的基础上,设计出了简洁的3mm超外差迪克式毫米波辐射计,并进行了成像实验.为了解决毫米波被动成像中由于天线孔径尺寸和衍射受限所带来的固有空间分辨率低的问题,采用了一种改进的最大似然超分辨算法进行频谱外推.实验结果表明该算法有很好的频谱外推能力,对图像分辨率的提高和超分辨性能的改善有明显效果.3mm迪克式辐射计的主要参数如下:中心频率为91.5 GHz,带宽为4GHz,温度灵敏度为0.55K,线性度为0.9999.

基于相位谱测量的脉冲调制信号频域测量方法

传统的脉冲调制射频(Pulsed RF)信号普遍采用时域、包络域测量手段进行测试。本文则提出了一种全新的频域测量方法:通过在非线性网络分析仪平台上测量脉冲调制信号的幅度谱和相位谱,经过频谱缝合和外推等处理获得其完整的频谱信息,从而重构出时域波形和包络。实验表明,该频域测量方法的相位谱测量准确度能够达到±1°,通过频谱外推能够获得平滑的时域包络。和传统的时域、包络域测量手段相比,该方法继承了频域测量高动态范围的优势,能够获得更好的测量精度。

无源毫米波成像图像空间重构超分辨算法

为了增强无源毫米波图像的分辨率,提出了一种图像空间重构(ISRA)频域校正超分辨算法。使用Wiener滤波复原算法恢复图像通带内的频谱分量,运用IS-RA算法实现频谱外推,通过一种频域校正算法,用Wiener滤波器恢复的频谱代替通带内的频谱,保证图像的低频分量不被破坏。为了验证新算法的有效性,针对合成图像和由91.5 GHz单通道辐射计进行二维机械扫描获取的手枪图像完成了两个实验。实验结果表明:新算法改善了收敛速度,增强了图像的分辨率,同时能够有效地减轻恢复图像中的振铃波纹,有利于无源毫米波成像超分辨的实现。

无源毫米波成像最大似然频域校正超分辨算法

在无源毫米波成像中,因为天线孔径大小的限制而导致获取的图像分辨率低,所以必须采取有效的后处理措施增强分辨率.本文提出了一种针对无源毫米波成像应用的最大似然频域校正超分辨算法.该算法首先使用Wiener滤波复原算法恢复图像通带内的频谱分量,然后运用Richardson-Lucy算法实现频谱外推,最后通过一种频域校正算法,用Wiener滤波器恢复的频谱代替通带内的频谱,保证图像的低频分量不被破坏.实验结果表明,该算法改善了收敛速度,增强了图像的分辨率,同时能够有效地减轻恢复图像中的振铃波纹,有利于无源毫米波成像超分辨的实现.

一种改进的毫米波图像超分辨复原方法

针对无源毫米波图像分辨率低的问题,提出了一种基于对比度金字塔变换和改进非线性频谱外推方法的图像超分辨复原算法。该算法通过采用基于高频细节局部方差的高斯函数自适应调整频谱外推系数,并用其对对比度金字塔分解的高频细节进行频谱外推,同时采用Context模型去噪,最终重构出高分辨图像。通过该方法对无源毫米波图像进行超分辨复原,其结果表明新算法能有效增强图像的轮廓,提高图像的分辨率。

快速超声C扫描成像中的信号频域分析法及其应用

针对超声C扫描声波信号受噪声等外界因素干扰,使超声成像对被测试件细节展示不足的问题,以及快速扫查中信号处理高效性的要求,提出运用自回归(auto-regressive,AR)模型频谱外推法,提高超声C扫描图像的质量.相对于传统的信号处理方法,可以更加快速、有效地改善超声波信号的信噪比和时间方向的辨识度.AR频谱外推法通过设定频窗宽度,截取一段频谱作为初始值,用Burg算法计算AR模型参数,再经外推构建AR模型,得到递推频谱,最后利用反傅里叶变换得到递推后的时域波形.以处理仿真信号为例,讨论了频窗宽度和起始频率的选取对信号处理结果的影响.分析结果表明,使用AR频谱外推法,显著改善了超声波信号的信噪比和时间方向的辨识度,3~10 dB频窗范围内平均的结果优于其他固定频窗的处理结果.利用该方法对硬币表面及电子芯片成像实验数据进行处理,并对不同处理方法得到的C扫描图像进行对比,结果显示使用AR频谱外推法所得C扫描图像更加清晰、对比度更高、边界更分明,且成像过程耗时更少.研究结果将有效提高超声C扫描的成像质量及工作效率.

SIAR体制下单基地MIMO雷达距离高分辨研究

常规脉冲压缩处理只针对单根天线单一载频单次回波,对于MIMO雷达,由于发射采用多载频信号,回波信号通道分离后若能进行带宽合成,则相应距离分辨率会比单根天线提高数倍,有利于后续检测与跟踪。针对MIMO雷达设计中调频带宽和载频差的不同选取,分别采用时频域频谱拼接及频谱外推与Root-MUSIC算法相结合的方法,得到目标高分辨距离像。仿真结果验证了该方法的正确性。

无源毫米波图像Contourlet域最大似然超分辨算法

针对无源毫米波图像分辨率低的问题,文中提出一种将Richardson-Lucy(RL)迭代算法与Contourlet(CT)变换相结合的图像超分辨复原方法(Contourlet-RL,CT-RL)。该方法利用RL算法实现图像频谱外推,并采用Context模型对多幅迭代子图进行CT域自适应去噪,最后利用各子图CT域部分高频信息进行逆CT变换以获得高分辨率图像。经实验结果证明,该方法能有效改善RL算法在频谱外推过程中对噪声敏感的缺陷,增强了图像的分辨率,有利于无源毫米波图像的超分辨率复原。

一种峰值功率控制的带限数字预失真算法

针对宽带无线通信系统中数字预失真技术反馈回路存在模数转换器ADC的采样速率高、预失真后信号峰均比(PAPR)增大的问题,提出一种结合峰值功率控制的带限数字预失真算法。通过设置阈值门限,对预失真后的信号幅度进行控制以减小其PAPR;运用带通滤波器限制ADC采样带宽并通过频谱外推方法完成对带限输出信号的完整估计,实现ADC采样速率的降低。实验结果表明,该算法不仅能降低系统采样速率,而且能有效提升功放的线性度,相对于传统预失真技术,功放输出信号的邻道功率比改善约5dB。