SAR星的可对抗性研究

首先,讨论了进行合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)星对抗的必要性和技术可行性,提出了进行SAR星对抗的技术途径;然后,介绍了笔者已进行的基础研究,如SAR星的可对抗性研究,电磁脉冲发生器(electromagnetic pulse produce genevator, EMPG)注入对抗技术试验研究,近区和远区箔条干扰机理分析,对SAR天线的无源干扰分析,馈源特性分析与材料改性实验及其他相关工作;最后,提出了进行SAR星对抗要采用有源无源并举,重视无源对抗,做好基础技术配套工作等方面建议.

SAR星姿态控制实时仿真系统结构与实现

为了测试SAR星星载计算机软件及硬件接口实时性能 ,该文基于dSPACE实时系统设计了SAR星姿态控制实时仿真系统。介绍了该系统的硬件结构和Simulink模型。采用Simulink和Stateflow建立了该系统的RS2 3 2 /RS42 2串行口通信接口模型。仿真结果表明了SAR星姿态控制实时仿真系统和串行口通信接口模型的正确性。

基于椭球模型的斜视星载SAR距离模糊仿真

距离模糊比是星载SAR图像的一项重要指标,与正侧视成像相比,大斜视成像星地几何关系更为复杂,传统距离模糊计算与仿真中将地球视为球体的假设会对计算结果造成较大偏差,不能准确评估SAR图像质量。本文采用更为准确的地球椭球模型代替球体模型,并提出了一种基于斜视天线坐标系的模糊区计算方法,利用此方法对距离模糊比沿距离向测绘带的变化进行仿真,同时对距离模糊比沿方位向的空变性也进行研究。本文研究成果对星载SAR系统设计具有重要参考价值。

改进的NLCS星弹双基SAR俯冲前视成像算法

在俯冲阶段由于导弹具有加速度,速度大小和方向会发生急剧变化,其收发瞬时斜距会变复杂,将导致距离-方位向耦合严重和方位空变性问题,若直接进行方位向聚焦压缩,会造成图像畸变。针对这两个难题,采用一种改进的非线性变标(Nonlinear Chirp Scaling,NLCS)算法运用到新型星弹双基系统模型中。首先建立了星弹双基系统模型;接着利用级数反演法推导了二维频谱表达式,在二维频域中通过完成距离压缩和徙动校正来消除距离-方位耦合的影响,再利用改进的NLCS算法对方位向多普勒调频率进行补偿解决方位向空变性问题,完成方位向压缩聚焦,从而得到良好的成像结果。与改进的距离多普勒(Range Doppler,RD)算法相比,该算法减少了1.013×10^(8)浮点运算量(Floating Point Operations per Second,FLOPS),边缘点方位向聚焦效果有了很大的改善,方位向峰值旁瓣比(Peak Sidelobe Ratio,PSLR)、积分旁瓣比(Integrated Sidelobe Ratio,ISLR)、分辨率分别提升了2.41 dB,1.29 dB,1.16 m,证明了该方法的有效性与可行性。

多基站星载SAR相位同步链路误差分析

相位同步技术是多基站星载合成孔径雷达(SAR)系统的关键技术之一。由于主辅星收发分置,两星频率源不同的特点,使得解调的信号存在相位偏差和相位噪声,因而需要在两星SAR系统之间建立相位链路,生成参考相位用以补偿辅星信号,使两星间雷达实现相位同步。但同步链路会引入额外的相位误差,文中基于双向对传的相位同步链路方案,对比分析C、L和X频段的同步链路引入的相位误差。仿真结果为多基站星载SAR系统设计提供理论依据。

等效斜视距离模型在星载LEO-SAR中的精度分析

该文旨在研究等效斜视距离模型在低轨星载SAR高分辨率情况下的适用性,并分析其最佳性能——即该模型适用的最长合成孔径时间及对应的最高分辨率。该文首先通过建立精确的"星-地"几何模型推导出具有较高精度的多普勒中心和多普勒调频率计算公式,进而通过多普勒参数反演得到等效斜视距离模型。通过与数值方法得到的斜距信息比较,可以得到该距离模型拟合结果的误差,当该误差在p/4阈值之内,图像就不会散焦。利用该思想,该文以TerraSAR-X参数为例,分析了等效斜视模型可以适用的最长合成孔径时间及对应的最高分辨率。该文结论给一般的低轨星载SAR距离模型分析提供了一种普适的方法。

分布式星载SAR-GMTI时频同步误差去相关分析

分析了时间、频率同步误差对分布式星载SAR系统相关性和干涉相位的作用,得到一个较全面的复相关系数表达式,讨论了同步误差对GMTI处理过程及性能指标的影响。指出目前的同步技术水平下,时频同步误差对干涉处理相关系数幅值的影响不明显,只影响干涉相位。线性干涉相位误差给GMTI独立同分布的样本选取造成一定困难,但可以通过去平地相位处理补偿。补偿后,时频同步误差对GMTI性能的影响可忽略。仿真验证了结论的正确性。

三维分布式星载SAR多星联合成像方法

分布式小卫星SAR天线面小,存在严重的多普勒模糊,联合处理多颗卫星的回波可以有效消除模糊,实现高分辨宽测绘带成像。以一发双收的分布式构型为例,建立其回波信号模型并分析了两路回波信号之间的关系,在补偿由切航向基线引起的包络差和部分相位差后,得到两路回波信号频谱之间关系的解析表达式。根据回波谱之间的关系,设计加权函数,消除了回波的方位模糊,最后采用传统成像算法完成成像。

基于先验信息的分布式星载单基线SAR/ATI方法

在综述了分布式星载SAR/ATI技术的基础上,阐述了单基线SAR/ATI技术的原理和杂波、噪声对检测、测速性能的影响,给出了一种基于先验信息的单基线SAR/ATI检测和测速方法,最后基于多功能的天基雷达仿真系统进行了仿真实验和性能分析。

地球自转对分布式星载SAR-GMTI的影响

地球自转对分布式星载SAR-GMTI的影响主要体现在两个方面:(1)受测绘带地形起伏和杂波抑制手段的制约,星间基线应平行于地面波束足迹方向,编队卫星轨道参数必须保持一定的关系;(2)地杂波多普勒与距离有关,必须采取适当措施以克服杂波凹口形变及展宽。在综合上述两个影响的基础上,设计了由3颗小卫星编队构成的分布式星载SAR-GMTI系统,并以信杂噪比损失为指标,衡量该系统在X和L两个波段下能够达到的理论性能上限。

分布式小卫星SAR系统GMTI模式构形优化

对分布式小卫星SAR系统地面动目标检测GMTI模式的研究目前正处于广泛探索阶段。如何评价一个分布式卫星系统的GMTI能力，编队构形对GMTI到底有怎样的影响，怎样设计编队使系统GMTI能力最强等问题是文章讨论的内容。从盲速比例的角度出发，提出对系统的GMTI功能进行衡量的定量指标，分析编队构形方式对该指标的具体影响，寻找GMTI模式下可能的编队优化方法。

分布式星载SAR-GMTI系统仿真

仿真是进行分布式星载SAR地面动目标检测(GMTI)研究的重要方式。对分布式星载SAR-GMTI的系统仿真进行了全面讨论,内容包括地杂波建模、动目标建模、回波仿真方法、信号处理流程和方法,搭建了一个完整的仿真系统,用实验结果验证了该系统的可靠性。

分布式星载SAR系统时间同步和波束同步误差分析

三大同步是分布式星载SAR系统需要解决的关键问题之一。该文系统分析了时间同步和波束同步误差对分布式星载SAR系统的影响,时间同步部分首先推导了时间同步误差对成像的影响,其次基于时间同步误差模型和脉冲对传相位同步模型,分析时间同步和相位同步导致的相位误差之间的关系,波束同步部分基于星载双基SAR系统的不同姿态导引方式,分析波束指向误差和卫星姿态误差对合成天线方向图的影响,以及对多普勒去相干的影响,最后分析波束同步误差对距离向重叠幅宽的影响。仿真结果验证了本文理论分析的正确性,分析结果可以为分布式星载SAR的系统设计提供重要指导。

基于奇异值分解的低轨星载双基调频连续波SAR成像方法

该文基于调频连续波(FMCW)信号对低轨星载双基合成孔径雷达(SAR)的成像方法进行研究。星载双基模型具有收发异置、结构灵活的特点,其非线性运动轨迹和双斜距不利于信号频谱的推导和分析。通过引入一个4阶多项式斜距模型对回波信号进行建模,接着用级数反演法得到信号两维频谱的表达式。详细分析高阶多项式系数的空变影响。对距离徙动项进行频域处理,对方位相位采用奇异值分解(SVD)的方法,将方位空变项与多普勒分离开,并引入非线性方位变标函数,通过两次连续的插值和重采样完成方位聚焦。仿真结果证明了该算法的有效性。

分布式星载SAR波束同步误差对合成双程天线方向图的影响分析

天线方向图不确定性是影响SAR图像辐射特性的主要误差源之一,在SAR辐射定标处理中必须对其进行校正。由于分布式星载SAR系统的收发分置,其双程天线方向图是主星发射天线和辅星接收天线方向图的合成。因此,分布式星载SAR波束同步误差不可避免地会影响合成天线方向图。以分布式星载SAR波束同步原理出发,分析了其影响机理,并定量分析了辅星波束扫描和主辅星波束指向误差对合成天线方向图的影响程度。通过分析表明前者对合成天线方向图的影响较小,而后者的影响较大;并由此指出分布式SAR辐射定标需要对波束指向进行定标来提高合成天线方向图精度。

MEO星弹双基SAR多普勒特性及分辨率分析

中地球轨道SAR具有波束范围覆盖广、重访时间短等特点,将其作为发射平台,弹载SAR作为接收平台,可以大范围面、高机动性地对重点区域高精度成像。根据空间系统模型建立MEO星弹双基SAR等效模型,对收发平台斜距模型进行描述,将其等效为多项式模型,并分析了孔径时间内的斜距误差,验证模型有效性;根据平台特性重新分析多普勒特性,得到多普勒中心频率和多普勒调频率的二维空变特性;运用梯度法计算距离分辨率、方位分辨率,并分析其随成像区域的变化情况。仿真实验表明,成像区域内的分辨率受俯冲速度的影响是不均匀的,应改变斜视角或改变双基构型,使关注的目标处在受速度影响较小的区域。

一种求解GEO星机双基地SAR二维频谱的方法

求解回波信号的二维频谱是双基地合成孔径雷达（Bi-SAR）系统成像的关键问题,传统方法主要有Loffied双基公式法（LBF）和扩展Loffied双基公式法（扩展LBF）。而对于地球同步轨道星机双基地合成孔径雷达（GEO星机双基地SAR）来说,由于收发平台具有明显的异构性,采用传统方法求解回波信号二维频谱会产生较大的误差。文中针对GEO星机双基地SAR系统的结构特点,提出采用多普勒贡献比加权（DDW）的方法来求解回波信号的二维频谱,并通过仿真分析比较了LBF、扩展LBF、DDW三种方法求解回波信号二维频谱的相位误差;然后,选取GEO星机双基地SAR场景下的点目标,利用求解得到的二维频谱进行仿真成像;最后,比较了成像效果,说明采用DDW方法求解该模式下回波信号二维频谱的优越性。

联合距离方位二维NCS的星弹双基前视SAR成像算法

星弹双基前视SAR能够全天时全天候获取导弹前方区域高分辨图像,是一种极具潜力的成像制导技术。然而,距离和方位参数的耦合与空变,阻碍着星弹双基前视SAR向高分辨成像发展。该文首先基于低轨星载照射源与高速前视的弹载接收平台构型,推导了回波信号的精确距离多普勒域解析式。然后,在距离向上,提出距离非线性变标(NCS)算法来均衡距离徙动和距离调频率,并在二维频域一致补偿;在方位向上,该文所提算法将收发机的方位调频率进行分解,利用方位NCS消除方位调频率在方位向上的高阶空变。最后,进行二维匹配滤波,得到全局聚焦良好的SAR图像。点目标和场景仿真验证了所提算法的有效性。

长序列星载合成孔径雷达数据层析处理技术

介绍了利用长序列星载SAR数据实现三维成像的基本原理,以及使用空间谱估计技术实现高程成像的信号处理方法.给出了实现三维成像的处理流程,重点分析了长序列星载SAR数据三维成像所面临的主要问题及其解决方法,即长序列星载SAR数据配准、相位补偿、基线估计以及高程成像等关键技术的解决方法.进行了星载多基线SAR数据的层析处理实验,并介绍了其它实验结果,最后讨论了多基线SAR层析的应用潜力和未来研究方向.

高锰酸钾氧化水中沙拉沙星的动力学研究

选用高锰酸钾为氧化剂从动力学的角度研究高锰酸钾初始浓度,p H值和温度对沙拉沙星氧化反应速率的影响,并比较高锰酸钾氧化其他氟喹诺酮类药物(恩诺沙星,氧氟沙星,环丙沙星,诺氟沙星)的动力学参数,旨在为沙拉沙星污染治理提供科学依据和建议.研究得出:氧化过程符合二级反应动力学规律,随着高锰酸钾浓度和环境温度的升高,反应速率增加;相对于中性条件和碱性条件[K=30~47L/(mol·min)],酸性条件(p H=4~5)下其反应速率[K=66~91.28L/(mol·min)]要明显更快.高锰酸钾氧化沙拉沙星的动力学参数与环丙沙星的类似,在相关研究中可以适当参考环丙沙星的处理参数.