舰船的混合SAR-ISAR成像研究

运动机载雷达对海面运动舰船目标成像时，由于相对运动的复杂性，直接成像难以达到理想效果。因此必须事先估计两者相对运动变化，对数据段有选择地成像。本文基于图像投影平面原理，分析了机载雷达和舰船目标各自的运动特点，提出了采用子图像多普勒展宽估计雷达与目标相对运动的变化过程，并以此为依据，合理选择观测数据段成像，从而降低了成像难度，提高了成像质量。

天基毫米波空间碎片观测雷达系统分析与设计

介绍了天基毫米波空间碎片观测雷达的难点和关键技术,提出了解决问题的思路。将同时多波束天线引入到高速目标探测中,分析了雷达天线和发射机的形式,采用多频信号处理方法解决多普勒模糊问题。给出了空间站载天基毫米波雷达的系统参数,分析了测距、测角、测速精度。在天球坐标系下建立了雷达平台坐标系,通过速度分解和坐标转换,结合雷达成像的方法分析了雷达和碎片间的相对速度、位置的几何关系,在此基础上对空间站载天基毫米波雷达系统空间碎片轨道预测性能进行了分析。

Duffing振子在低信噪比雷达目标微动特征提取中的应用

雷达目标部件的旋转运动引起的微多普勒效应为目标精确识别提供了新的技术途径,近年来获得了广泛研究。该文以含旋转部件目标为例,提出了一种利用Duffing振子在低信噪比条件下提取雷达目标微动特征的方法。由于经参考信号共轭相乘后的旋转散射点回波信号是由多个正弦分量组成的,因此采用Duffing振子系统对回波信号中的正弦分量进行检测,并对该正弦分量频率所对应的距离单元在距离-慢时间平面上进行能量增强,最后结合Hough变换完成对雷达目标微动特征的提取。仿真实验验证了该方法的有效性。

基于随机调频步进信号的高分辨ISAR成像方法

为充分利用随机调频步进逆合成孔径雷达回波所具有的联合稀疏特征,提高成像性能,该文提出一种基于分布式压缩感知理论的随机调频步进逆合成孔径雷达高分辨成像方法。首先构建随机调频步进信号回波的联合稀疏表示模型,并完成子脉冲的脉冲压缩处理;其次,基于每组子脉冲的随机方式(组与组之间的随机方式不同),构建相应的随机量测矩阵,获取回波的压缩感知信号模型,并利用分布式压缩感知理论实现距离向联合高分辨重构;最后结合回波在方位向的稀疏性,采用快速稀疏重构算法实现方位向高分辨成像。理论分析和仿真结果表明由于充分利用了随机调频步进信号回波的随机性与联合稀疏特征,所提出方法具有重构精度高、距离向采样率低、抗噪性能强等特点。

变量切趾技术在SAR/ISAR图像处理中的应用

SAR/ISAR图像处理需要进行二维傅里叶变换,傅里叶变换本身具有较高的旁瓣电平,虽然通过加权处理可以降低旁瓣电平,但是主瓣的分辨率会降低.变量切趾技术在SAR图像处理中能够抑制旁瓣电平,同时保持图像的高分辨率。该文分析了传统的变量切趾技术和算法,通过加强约束条件,提出了改进的变量切趾算法.与原有方法相比,获得更高的分辨率和低的旁瓣电平,对一幅二维ISAR图像进行处理证明了这种方法的正确性.

基于多特显点综合的SAR/ISAR自聚焦

利用积累 (相干或非相干 )提高信杂噪比的概念 ,并考虑实际存在的问题 ,对基于多特显点的自聚焦原理进行了综合研究 ,进而对现在应用较多的两种方法做了比较 ,并对PGA法进行了改进 .

基于块稀疏的空间碎片群目标成像方法

针对星载雷达空间碎片群目标回波无法分离问题,该文利用回波在距离向表现出的块聚集特性,提出一种基于块稀疏的高分辨ISAR成像方法。基于块稀疏压缩感知理论,通过利用空间碎片群目标特性,抽取出各个碎片的高分辨1维距离像数据,并结合平动补偿和距离多普勒(RD)算法得到各碎片的ISAR像。在小样本条件下,该方法能够有效实现空间碎片的数据分离和高分辨ISAR成像。仿真实验表明,该方法的重构精度以及运算速度均优于非结构类的稀疏ISAR成像方法。

机载干涉SAR/ISAR对地面慢速目标成像研究

该文研究用机载干涉SAR/ISAR技术对地面慢速目标成像,该技术利用SAR成像的距离和横向距离高分辨率,以及干涉仪的空域对消,实现杂波抑制,提高信杂比。动目标的真实方位由相位比较干涉仪测定。进而用ISAR处理得到慢速目标的高分辨图像.文中详细讨论了机载干涉SAR/ISAR系统框图和工作原理,并导出了该系统中SAR、干涉仪空域对消和测向以及ISAR处理的定量关系式。理论分析和初步计算机仿真证明了这项技术的正确性。

逆合成孔径雷达的干扰仿真

从逆合成孔径雷达运动补偿的角度对ISAR成像的干扰机理进行了理论分析,并进行了基于ISAR回波真实数据的仿真实验。理论分析和仿真结果表明,只要施加的干扰信号使得运动补偿过程中相邻距离像复包络的相关函数最大值出现误判,就会有效地使ISAR成像失真。然后,将ISAR与普通脉压雷达、SAR的抗压制干扰能力进行了对比,结果表明由于ISAR成像必须经过运动补偿处理,其抗压制干扰能力相对较差。

基于图像准则的SAR/ISAR相位补偿技术的研究

相位补偿是SAR/ISAR的关键技术。本文提出逐级逼近算法,基于图像评价函数,对SAR/ISAR中的随机干扰相位进行补偿。我们比较了四种典型的图像评价函数,仿真和实测数据的计算结果表明,逐级逼近算法是一种有效的计算方法。同时,在四种图像评价函数中,以最小Shannon熵准则性能最好,它能确保对未知信号中干扰相位的正确估计。

基于方差成分扩张压缩的稀疏贝叶斯ISAR成像方法

基于贝叶斯框架下的稀疏重构方法,由于考虑了稀疏信号的先验信息以及测量过程中的加性噪声,因而能够更好地重建目标系数,然而传统的稀疏贝叶斯学习(SBL)算法参数多,时效性差。该文考虑一种新的稀疏贝叶斯学习方法方差成分扩张压缩(ExCoV),其不同于SBL中赋予所有的信号元素各自的方差分量参数,ExCoV方法仅仅赋予有重要意义的信号元素不同的方差分量,并拥有比SBL方法更少的参数。基于计算机层析成像技术框架下的ISAR成像模型,该文将ExCoV方法结合压缩感知(CS)理论将其进行ISAR成像,并从适用性和成像效果等方面与常用的极坐标格式算法(PFA),卷积逆投影算法(CBPA)和传统的稀疏重构算法进行比较,点目标仿真结果表明基于ExCoV的方法得到的ISAR像具有低旁瓣,高分辨率的特点,真实数据的成像结果表明该方法是一种比SBL更有效的ISAR成像算法。

基于星载毫米波顺轨-交轨InISAR的空间运动目标三维成像技术研究

研究了低信噪比情况下的星载毫米波顺轨/交轨In-ISAR空间目标三维成像问题。由于传统的RD成像算法在目标尺寸较大和分辨率要求较高时不能取得较好的成像效果,故将波数域成像算法引入运动目标成像处理以获得高分辨率的二维图像,继而将顺轨/交轨三天线ISAR图像分别进行干涉处理,获得了目标上各散射点的三维位置。作为二维成像、图像配准等重要环节的基础参数,对低信噪比下的目标检测和三维运动参数估计进行了研究,分析了速度估计精度要求。最后,仿真结果表明了顺轨/交轨In-ISAR系统的有效性。

基于改进型快速双线性参数估计的复杂运动目标ISAR成像

针对复杂运动目标的逆合成孔径雷达(ISAR)成像中多普勒扩散导致的成像质量下降,该文在建立方位回波信号为立方相位信号(CPS)的基础上,提出一种基于改进型快速双线性参数估计的复杂运动目标ISAR成像方法。该方法通过利用双线性立方相位函数,非均匀快速傅里叶变换(NUFFT),基于Chirp-z的尺度变换以及快速傅里叶变换(FFT)等操作,能够快速实现CPS参数估计和复杂运动目标的ISAR成像。由于实现过程均采用NUFFT和FFT快速实现,该方法计算量小,并且双线性操作可以保证其具有较好的抗噪声性能和交叉项抑制性能。理论分析和仿真结果验证了该ISAR成像算法的有效性。

L波段雷达电离层高速运动目标ISAR成像补偿方法

目标高速运动和电离层效应都会对低频段宽带线性调频雷达信号的相位产生调制现象,进而降低逆合成孔径雷达(ISAR)成像分辨率。为得到清晰的目标ISAR图像,需有效消除这两者对目标回波的影响。该文首先建立电离层高速运动目标回波的信号模型,再根据目标回波为高阶多项式相位信号的特点,提出基于离散多项式变换的高阶相位估计算法,利用高阶相位估计值进行回波信号相位调制分量补偿,实现ISAR成像的自聚焦。仿真实验表明,该算法可以准确估计回波信号高阶相位参数,提高ISAR成像质量。

逆合成孔径雷达成像干扰仿真研究

在介绍逆合成孔径雷达(ISAR)运动补偿及成像原理的基础上,重点对ISAR的抗压制干扰能力进行了分析和仿真,并将ISAR与普通脉压雷达、合成孔径雷达的抗压制干扰能力进行了对比。研究结果表明,由于ISAR成像必须经过运动补偿处理,这一弱点使其抗压制干扰能力相对较差。

基于WVD-HT的SAR/ISAR多运动目标检测

本文提出和研究了基于Wigner-Ville分布(WVD)和Hough变换(HT)的合成孔径雷达(SAR)和逆合成孔径雷达(ISAR)对多运动目标成象的运动补偿新方法,给出了多运动目标检测、参数估算和运动补偿的主要步骤。理论分析、计算机和微波暗室模拟实验的结果表明,新方法对交叉项和噪声的抑制是有效的,它与单一的WVD法相比,提高了在噪声中对单个和多个运动目标检测及其参数估算的能力。

如何理解目标高分辨率雷达图像及其像素值

经过图像定标后的雷达图像及其像素值具有雷达散射截面(radar cross section, RCS)的量纲,但是对于该像素值是否能代表目标实际RCS电平一直存在不同的理解.本文通过引入与传统RCS定义相一致的目标散射函数和散射分布函数基本概念,结合经典目标的散射机理和雷达像分析,讨论复杂目标高分辨率雷达图像理解和对像素值的解释.研究表明:雷达图像的像素值不应直接解释为目标的RCS电平,但在空间频率域和图像域,两者数据之间满足帕萨瓦定理;在小孔径角成像条件下,空间频率域的RCS均值等于强度图像的全部像素值之和.

新一代通用机载雷达信号处理机的实现

为提升机载雷达信号处理机多通道、并行、大运算量的实时处理能力,基于DSP+FPGA结构采用模块化设计构建的新一代雷达信号处理机,符合"通用化、系列化、标准化"的要求,并且根据软件雷达的思想,通过改变算法和软件,使其适应不同的工作环境和任务需要。高性能DSP TS201和大容量FPGA为核心实现的新型通用机载雷达信号处理机的通用平台,主要实现数字脉压、FFT,CFAR,SAR/ISAR等算法。

先进合成孔径雷达/逆合成孔径雷达成像及其特征分析

叙述了先进合成孔径雷达/逆合成孔径雷达成像法和超分辨问题。文中的机载SAR用一发三收四口径天线对地面动目标进行监测和跟踪。简单讨论了ISAR的极坐标重组、现代谱分析和时频成像法。

混沌噪声调频信号对UWB-SAR／ISAR成像的干扰

建立了n-Way Bernoulli混沌调频信号模型,分析了UWB-SAR/ISAR的成像特点,提出利用Bernoulli混沌噪声调频信号对UWB-SAR/ISAR进行成像干扰。仿真结果表明,利用Bernoulli混沌噪声调频信号干扰UWB-SAR/ISAR是可行的。