Target micromotion not only plays an important role in target recognition but also leads to esoteric characteristics in synthetic aperture radar （SAR） imaging. This paper finds out an interesting phenomenon, i.e. th...Target micromotion not only plays an important role in target recognition but also leads to esoteric characteristics in synthetic aperture radar （SAR） imaging. This paper finds out an interesting phenomenon, i.e. the angular extent effect, in micro-motion target images formulated by the polar format algorithm. A micromotion target takes on multiple pairs of paired echoes （PEs） around the true point, and each PE extends for an angle which is exactly equal to the angular extent of the synthetic aperture, regardless of the micromotion frequency. The effect is derived and interpreted by using the characteristics of Bessel functions. Then it is demonstrated by simulation experiments of a target with different micromotion frequencies. The revelation and interpretation of the effect is highly beneficial to micromotion-target SAR image understanding as wel as target recognition.展开更多
该文研究了基于Chirp Scaling原理实现双基聚束SAR成像的极坐标格式算法(Polar Format Algorithm,PFA)。PFA通过两个一维插值来实现数据的极坐标格式转换,插值计算量较大。该文基于发射信号的线性调频特性,在距离向对极坐标格式数据进...该文研究了基于Chirp Scaling原理实现双基聚束SAR成像的极坐标格式算法(Polar Format Algorithm,PFA)。PFA通过两个一维插值来实现数据的极坐标格式转换,插值计算量较大。该文基于发射信号的线性调频特性,在距离向对极坐标格式数据进行变标处理,仅包含信号复乘和FFT,从而避免了插值运算。文中对于接收Chirp信号和Dechirp信号分别进行了讨论,依照不同流程实现了极坐标格式算法。同插值方法相比,二者聚焦结果相当,但是CS(Chirp Scaling)的方法速度有显著提高。点目标仿真实验验证了此方法的有效性。展开更多
极坐标格式算法(Polar format algorithm,PFA)将球面波前近似为平面波前,由此引入的误差会造成SAR图像出现严重的边缘模糊和几何失真。之前的波前弯曲补偿方法都是基于雷达平飞假设,然而由于弹载SAR平台大俯冲、大斜视的机动特点,使得...极坐标格式算法(Polar format algorithm,PFA)将球面波前近似为平面波前,由此引入的误差会造成SAR图像出现严重的边缘模糊和几何失真。之前的波前弯曲补偿方法都是基于雷达平飞假设,然而由于弹载SAR平台大俯冲、大斜视的机动特点,使得现有的滤波器设计方法无法直接应用于雷达平台俯冲等机动条件,波前弯曲误差补偿方法的应用范围因此受到很大限制。本文根据导弹飞行末端大斜视、大俯冲的机动特点,推导了雷达俯冲机动条件下波前弯曲空间频域相位误差的精确表达式,通过空变后滤波等处理实现了弹载SAR极坐标格式算法波前弯曲误差的精确补偿,有效地解决了弹载SAR俯冲机动条件下PFA图像的模糊和几何失真问题。该方法扩展了图像后处理补偿极坐标格式算法波前弯曲误差的应用范围,进一步完善了极坐标格式算法的波前弯曲补偿理论。最后通过仿真验证了公式和方法的正确性。展开更多
双基极坐标格式算法(Polar format algorithm,PFA)由于算法简洁、且能适用于任意双基配置,但跟单基PFA类似,双基PFA算法受波前弯曲误差影响,其有效成像场景范围受到一定限制。采用图像域的空变后滤波处理可以有效补偿波前弯曲误差,但该...双基极坐标格式算法(Polar format algorithm,PFA)由于算法简洁、且能适用于任意双基配置,但跟单基PFA类似,双基PFA算法受波前弯曲误差影响,其有效成像场景范围受到一定限制。采用图像域的空变后滤波处理可以有效补偿波前弯曲误差,但该方法基于雷达平台线性运动假设,无法满足任意航迹条件下的波前弯曲误差补偿要求。本文提出了一种改进的空变后滤波处理方法,通过对相位历史域的波前弯曲误差函数作与双基PFA成像相同的极坐标格式转换处理,得到波前弯曲误差在两维空间频域的精确表示,从而构造了空变后滤波处理所需的滤波器。仿真结果表明该算法能够精确补偿雷达任意航迹条件下双基PFA波前弯曲误差,显著提高了双基PFA有效成像场景范围。本文算法在双基合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)大场景超高分辨率成像时具有很大的应用前景。展开更多
为了应对车载毫米波雷达大斜视成像困难的问题,本文提出一种改进的极坐标格式算法(Polar Format Algorithm,PFA)对条带车载毫米波雷达斜视回波进行基于子孔径拼接的成像。该算法从条带数据与聚束数据的特点出发,将全孔径回波划分为子孔...为了应对车载毫米波雷达大斜视成像困难的问题,本文提出一种改进的极坐标格式算法(Polar Format Algorithm,PFA)对条带车载毫米波雷达斜视回波进行基于子孔径拼接的成像。该算法从条带数据与聚束数据的特点出发,将全孔径回波划分为子孔径,利用PFA处理子孔径数据。由于PFA存在波前弯曲误差,子图像不能直接拼接,因此对每一幅子图像进行几何失真校正。同时,以重叠子孔径的划分方式保证成像结果的高分辨率。最后截取子图像进行拼接得到条带SAR成像结果。所提方法解决了车载毫米波雷达大斜视情况下两维耦合严重的问题。通过对点目标和实测数据的仿真与分析验证了所提方法的有效性。展开更多
文章提出了一种基于极坐标格式算法(Polar Format Algorithm, PFA)进行聚束多子阵合成孔径声呐成像的改进方法,建立了非“停-走-停”条件下的斜视成像模型,推导了信号由时域到波数域的解析表达式,给出了信号处理流程。该方法首先使用场...文章提出了一种基于极坐标格式算法(Polar Format Algorithm, PFA)进行聚束多子阵合成孔径声呐成像的改进方法,建立了非“停-走-停”条件下的斜视成像模型,推导了信号由时域到波数域的解析表达式,给出了信号处理流程。该方法首先使用场景中心点的精确距离史对平台运动误差进行补偿,并通过极坐标算法处理得到粗聚焦的图像。其次,为了解决非场景中心点的残余空变相位误差的补偿问题,对粗聚焦图像进行分块自聚焦处理,使场景边缘点的聚焦效果得到改善。最后,经过子图拼接及几何校正后得到完整的精聚焦图像。仿真及分析结果表明,该方法提高了方位向性能指标,同时也能准确补偿平台运动误差,可以很好地应用于多子阵声呐成像。该方法在大运动误差、大斜视情况下仍具有较好的鲁棒性。展开更多
双基合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)极坐标格式算法(Polar format algorithm,PFA)是基于平面波前假设建立的,在聚焦过程中会引入波前弯曲误差,使聚焦图像出现空变几何失真和散焦现象。因此,实际应用双基PFA时其有效成像场...双基合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)极坐标格式算法(Polar format algorithm,PFA)是基于平面波前假设建立的,在聚焦过程中会引入波前弯曲误差,使聚焦图像出现空变几何失真和散焦现象。因此,实际应用双基PFA时其有效成像场景的大小通常受到一定限制。本文提出了一种基于数字聚束技术的双基PFA波前弯曲误差补偿新方法。该方法首先利用数字聚束预滤波处理将原始的宽波束划分成多个对应不同子场景的窄波束,然后依次对窄波束数据进行补偿和成像,最后再通过子场景拼接恢复全场景图像。理论和仿真结果表明该方法能够有效地补偿波前弯曲误差,扩大双基PFA的有效场景聚焦范围。展开更多
对发射的线性调频信号做解调和匹配滤波处理得到原始回波信号,应用极坐标格式算法(Polar Format Algorithm,PFA)推算静止目标和运动目标处理后回波信号的数学关系式,推演动目标经过PFA处理后的理论成像结果图特征。首先对回波数据进行...对发射的线性调频信号做解调和匹配滤波处理得到原始回波信号,应用极坐标格式算法(Polar Format Algorithm,PFA)推算静止目标和运动目标处理后回波信号的数学关系式,推演动目标经过PFA处理后的理论成像结果图特征。首先对回波数据进行参考距离补偿,利用尺度变换原理,得到距离向插值处理后运动目标关于静止目标的距离徙动(Range Cell Migration,RCM)函数,推算理论上的成像结果;再通过方位向高精度的Sinc插值方法处理,完成整个PFA处理的推导。重点研究动目标和静止目标PFA处理后信号回波在方位和距离向的函数特性,以此推测出运动目标经过PFA处理后理论上的成像结果图特性,再通过MATLAB仿真来验证理论推导的正确性。展开更多
基金supported by the National Natural Science Foundationof China(6130214861101182)
文摘Target micromotion not only plays an important role in target recognition but also leads to esoteric characteristics in synthetic aperture radar （SAR） imaging. This paper finds out an interesting phenomenon, i.e. the angular extent effect, in micro-motion target images formulated by the polar format algorithm. A micromotion target takes on multiple pairs of paired echoes （PEs） around the true point, and each PE extends for an angle which is exactly equal to the angular extent of the synthetic aperture, regardless of the micromotion frequency. The effect is derived and interpreted by using the characteristics of Bessel functions. Then it is demonstrated by simulation experiments of a target with different micromotion frequencies. The revelation and interpretation of the effect is highly beneficial to micromotion-target SAR image understanding as wel as target recognition.
文摘该文研究了基于Chirp Scaling原理实现双基聚束SAR成像的极坐标格式算法(Polar Format Algorithm,PFA)。PFA通过两个一维插值来实现数据的极坐标格式转换,插值计算量较大。该文基于发射信号的线性调频特性,在距离向对极坐标格式数据进行变标处理,仅包含信号复乘和FFT,从而避免了插值运算。文中对于接收Chirp信号和Dechirp信号分别进行了讨论,依照不同流程实现了极坐标格式算法。同插值方法相比,二者聚焦结果相当,但是CS(Chirp Scaling)的方法速度有显著提高。点目标仿真实验验证了此方法的有效性。
文摘极坐标格式算法(Polar format algorithm,PFA)将球面波前近似为平面波前,由此引入的误差会造成SAR图像出现严重的边缘模糊和几何失真。之前的波前弯曲补偿方法都是基于雷达平飞假设,然而由于弹载SAR平台大俯冲、大斜视的机动特点,使得现有的滤波器设计方法无法直接应用于雷达平台俯冲等机动条件,波前弯曲误差补偿方法的应用范围因此受到很大限制。本文根据导弹飞行末端大斜视、大俯冲的机动特点,推导了雷达俯冲机动条件下波前弯曲空间频域相位误差的精确表达式,通过空变后滤波等处理实现了弹载SAR极坐标格式算法波前弯曲误差的精确补偿,有效地解决了弹载SAR俯冲机动条件下PFA图像的模糊和几何失真问题。该方法扩展了图像后处理补偿极坐标格式算法波前弯曲误差的应用范围,进一步完善了极坐标格式算法的波前弯曲补偿理论。最后通过仿真验证了公式和方法的正确性。
文摘双基极坐标格式算法(Polar format algorithm,PFA)由于算法简洁、且能适用于任意双基配置,但跟单基PFA类似,双基PFA算法受波前弯曲误差影响,其有效成像场景范围受到一定限制。采用图像域的空变后滤波处理可以有效补偿波前弯曲误差,但该方法基于雷达平台线性运动假设,无法满足任意航迹条件下的波前弯曲误差补偿要求。本文提出了一种改进的空变后滤波处理方法,通过对相位历史域的波前弯曲误差函数作与双基PFA成像相同的极坐标格式转换处理,得到波前弯曲误差在两维空间频域的精确表示,从而构造了空变后滤波处理所需的滤波器。仿真结果表明该算法能够精确补偿雷达任意航迹条件下双基PFA波前弯曲误差,显著提高了双基PFA有效成像场景范围。本文算法在双基合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)大场景超高分辨率成像时具有很大的应用前景。
文摘为了应对车载毫米波雷达大斜视成像困难的问题,本文提出一种改进的极坐标格式算法(Polar Format Algorithm,PFA)对条带车载毫米波雷达斜视回波进行基于子孔径拼接的成像。该算法从条带数据与聚束数据的特点出发,将全孔径回波划分为子孔径,利用PFA处理子孔径数据。由于PFA存在波前弯曲误差,子图像不能直接拼接,因此对每一幅子图像进行几何失真校正。同时,以重叠子孔径的划分方式保证成像结果的高分辨率。最后截取子图像进行拼接得到条带SAR成像结果。所提方法解决了车载毫米波雷达大斜视情况下两维耦合严重的问题。通过对点目标和实测数据的仿真与分析验证了所提方法的有效性。
文摘文章提出了一种基于极坐标格式算法(Polar Format Algorithm, PFA)进行聚束多子阵合成孔径声呐成像的改进方法,建立了非“停-走-停”条件下的斜视成像模型,推导了信号由时域到波数域的解析表达式,给出了信号处理流程。该方法首先使用场景中心点的精确距离史对平台运动误差进行补偿,并通过极坐标算法处理得到粗聚焦的图像。其次,为了解决非场景中心点的残余空变相位误差的补偿问题,对粗聚焦图像进行分块自聚焦处理,使场景边缘点的聚焦效果得到改善。最后,经过子图拼接及几何校正后得到完整的精聚焦图像。仿真及分析结果表明,该方法提高了方位向性能指标,同时也能准确补偿平台运动误差,可以很好地应用于多子阵声呐成像。该方法在大运动误差、大斜视情况下仍具有较好的鲁棒性。
文摘双基合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)极坐标格式算法(Polar format algorithm,PFA)是基于平面波前假设建立的,在聚焦过程中会引入波前弯曲误差,使聚焦图像出现空变几何失真和散焦现象。因此,实际应用双基PFA时其有效成像场景的大小通常受到一定限制。本文提出了一种基于数字聚束技术的双基PFA波前弯曲误差补偿新方法。该方法首先利用数字聚束预滤波处理将原始的宽波束划分成多个对应不同子场景的窄波束,然后依次对窄波束数据进行补偿和成像,最后再通过子场景拼接恢复全场景图像。理论和仿真结果表明该方法能够有效地补偿波前弯曲误差,扩大双基PFA的有效场景聚焦范围。
文摘对发射的线性调频信号做解调和匹配滤波处理得到原始回波信号,应用极坐标格式算法(Polar Format Algorithm,PFA)推算静止目标和运动目标处理后回波信号的数学关系式,推演动目标经过PFA处理后的理论成像结果图特征。首先对回波数据进行参考距离补偿,利用尺度变换原理,得到距离向插值处理后运动目标关于静止目标的距离徙动(Range Cell Migration,RCM)函数,推算理论上的成像结果;再通过方位向高精度的Sinc插值方法处理,完成整个PFA处理的推导。重点研究动目标和静止目标PFA处理后信号回波在方位和距离向的函数特性,以此推测出运动目标经过PFA处理后理论上的成像结果图特性,再通过MATLAB仿真来验证理论推导的正确性。
