基于分数阶傅里叶变换和图像加权熵的chirp scaling算法

针对传统的基于傅里叶变换和匹配滤波实现的chirp scaling(CS)成像算法中多普勒参数随斜距变化以及成像分辨率低的问题,提出利用分数阶傅里叶变换(FRFT)对CS成像算法进行优化。首先建立斜视合成孔径雷达(SAR)回波信号模型,理论推导利用FRFT代替匹配滤波进行信号压缩。针对方位向最优旋转角的搜索问题,对得到的图像基于加权最小熵建立代价函数,利用动量法的梯度下降优化算法进行迭代计算,最终得到分辨率更高的SAR图像。为验证算法的有效性,分别在点目标仿真数据和实测SAR数据集上进行实验。结果表明,与传统CS成像算法相比,该算法的成像结果成像主瓣宽度更窄、旁瓣更低、成像更加清晰。

基于逆chirp scaling的合成孔径雷达卷积欺骗干扰方法

针对现有合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)欺骗干扰方法生成虚假场景时难以兼顾逼真度和低计算量的问题,提出了一种基于逆chirp scaling(CS)成像方法的SAR卷积欺骗干扰方法.该方法利用相位相乘补偿虚假场景内各虚假点的距离徙动,避免了插值运算,在降低求解干扰机频率响应函数计算量的同时,提高了虚假场景的生成精度.并且通过对欺骗模板进行线性调频Z变换(chirp-Z transform,CZT),直接从模板图像变换到实际SAR信号对应的空间频域,再次避免了插值运算,进一步降低了求解干扰机频率响应函数的计算量,提高了干扰机实时性.理论分析和仿真实验验证了相比逆omega-K(ωk)近似方法和经典的两步生成方法,本文方法能够兼顾虚假场景的生成精度和计算效率.

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。

高分辨星载SAR改进Chirp Scaling成像算法

本文提出了一种用于星载合成孔径雷达 (SAR)的改进ChirpScaling成像处理算法 .本文分析了三种星载SAR距离模型 ,根据误差最小的斜视等效距离模型 ,推导了改进ChirpScaling算法 ,给出了实现步骤 .该算法适用于大距离徙动高分辨率星载SAR精确成像 .并且基于改进的ChirpScaling算法 ,分析了多普勒参数误差对成像质量的影响 .最后通过计算机仿真 。

基于Chirp Scaling算法的星载SAR成像处理实现方法

本文提出一种基于ＣｈｉｒｐＳｃａｌｉｎｇ（ＣＳ）算法的星载合成孔径雷达（ＳＡＲ）成像处理实现方法，该算法与目前国际上通用的距离－多普勒（ＲＤ）算法相比，由于避免了插值运算，且能够精确地进行距离徒动校正，使得成像质量优于精确的ＲＤ算法．该算法只需通过复乘和ＦＦＴ就能够进行成像处理，本文详细推导了ＣＳ算法，最后利用ＳＥＡＳＡＴ－Ａ卫星原始数据进行成像，证明了本文提出的算法的有效性．

非线性Chirp Scaling在机载SAR成像中的应用

非线性Chirp Scaling算法可以处理大耦合SAR回波,实现精确聚焦。与CS算法类似,NCS操作引起了距离向频谱扩展、调频率微调及距离压缩曲线偏移,只有在一定的成像测绘带宽度内这些影响才能被忽略。针对这一问题展开论述,通过仿真比较了NCS算法应用于典型机载L波段和P波段SAR成像时对距离谱的影响,从而确定可以理想聚焦的测绘带宽度。该结论对分段成像有一定的指导意义,应用于某机载P波段UWBSAR实测回波成像。

基于Chirp Scaling的双基SAR成像PFA算法研究

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。

基于非线性FM滤波的SC-Chirp Scaling算法

本文分析了ChirpScaling算法推导过程中残留三次相位误差对成像质量的影响 ,在此基础上提出了一种基于非线性FM滤波的高分辨星载SAR成像处理SC ChirpScaling算法 .该算法采用斜视等效距离模型 ,利用非线性FM滤波方法实现了ChirpScaling算法的三次相位误差修正 ,使高分辨率星载SAR成像质量获得明显改善 .计算机仿真结果验证了该算法的有效性 .

宽测绘带的合成孔径声呐宽带Chirp Scaling成像算法

合成孔径声呐要实现高分辨率成像不可避免地需采用宽带发射信号,但目前大部分快速算法都是建立在窄带近似基础上的,采用宽带信号作为发射信号使得现有大量的成像算法不再适用。针对此问题,本文提出了一种改进的基于宽测绘带条件下的宽带非线性Chirp Scaling算法,它通过引入三次和四次预滤波使得频域二维传递函数的三阶耦合项随距离时变,并同时引入四次Chirp scaling因子控制新的距离向调频率随距离二次变化。仿真表明,改进的算法可在保证较高测绘带宽度的前提下提高合成孔径声呐的成像分辨率。

机载前斜视合成孔径雷达成像处理的精确Chirp Scaling算法

提出了一种基于ＣｈｉｒｐＳｃａｌｉｎｇ（ＣＳ）算法的机载前斜视合成孔径雷达（ＳＳＡＲ）的成像处理实现方法。这种算法由于避免了插值运算，且能够精确地进行距离徙动校正，故使得成像质量等于或好于经典的距离－多普勒（ＲＤ）算法。该算法只需通过复乘和ＰＦＴ就能够实现成像处理。

双基地合成孔径雷达扩展Chirp Scaling成像算法

根据传统SAR处理中的扩展CS算法原理,推导了适用于同轨迹飞行模式双基地SAR的扩展ChirpScaling算法,解决了接收、发射分置引起的雷达响应函数从距离-方位域向二维频域变换的复杂性问题,分析了算法推导中各种误差的影响.通过计算机仿真验证了算法在小斜视角情况下,对双基地SAR数据成像的有效性.

基于Chirp Scaling算法的相位补偿优化

针对Chirp Scaling算法相位因子表达式复杂、计算量过大的问题,提出一种适合于实时成像的相位补偿因子软硬件协同设计方法。该方法结合软件的灵活性和硬件逻辑处理的快捷性,能够快速实现相位因子的生成与补偿。理论分析与测试结果表明了该方法的高效性。

Chirp Scaling成像算法应用研究

首先对ChirpScaling算法产生相位误差的原因进行了分析推导 ,对雷达有效作用距离、相干积累角和信号相对带宽这三个导致相位误差的因素及它们对成像质量的影响分别进行了分析 ,指出只有在较小的雷达作用距离以及较小的信号带宽和较小的方位向处理角的条件下 ,才能用ChirpScaling算法对合成孔径雷达进行有效的成像 。

一种改进的补偿因子区域不变CS算法及Simulink模型建模

相位补偿因子、距离向补偿因子和方位向补偿因子的产生是合成孔径雷达实时CS(Chirp Scaling,调频变标)算法中的关键。针对一种现有的补偿因子区域不变CS算法进行了改进,对于更新步长内各单元的统一补偿因子,采用该区域内所有单元频率平均值对应的补偿因子,代替原来使用的第一个单元对应的补偿因子,使得最终的补偿结果相比于原有算法更加均匀,计算量与原有算法相当。经过Matlab仿真验证,改进算法的成像指标得到提升。为便于生成FPGA代码,采用Simulink工具搭建了用于生成改进算法中三种补偿因子的模型。将Simulink模型输出的代码加载到Vivado软件中,对Vivado输出的补偿因子与由Matlab输出的精确补偿因子进行了对比,精度满足要求,验证了所搭建Simulink模型的准确性。

基于时域去走动的SAR大斜视CS成像算法

该文针对大斜视SAR回波信号的大距离走动、小距离弯曲的特点,提出了一种将时域去走动和CS算法相结合的成像算法。首先在时域校正距离走动,然后在频域校正距离弯曲,最后通过几何校正完成目标成像。经过时域去走动处理后,距离向和方位向的耦合大大降低,不仅可适应大斜视角的成像要求,而且测绘带宽度也会增大。仿真结果表明,改进后的算法可满足大斜视角和较大测绘带宽度的成像要求。

基于恒加速度模型的斜视SAR成像CA-ECS算法

针对空载SAR俯冲模式下的高精度运动补偿方法进行研究,推导了恒加速度运动条件下的等效斜视距离模型,基于该模型推导出Extend Chirp Scaling相位补偿因子的数学表达式,提出了一种CA-ECS(Con-stantAcceleration ECS)算法.该算法的相位补偿因子包含多个方向速度和加速度参数,能够实现恒加速度条件下的运动补偿,是一种通用性强、适用面广的子孔径成像算法.计算机仿真结果表明本文使用的等效斜视距离模型的误差较小,CA-ECS算法能有效地完成加速度运动补偿.

一种多子阵合成孔径声纳CS成像算法

由于方位向采样不均匀,已有的频域算法如CS算法(Chirp Scaling)等不能直接应用于多子阵合成孔径声纳成像,提出了一种可用于方位向不均匀采样多子阵合成孔径声纳的CS成像算法。此方法利用多子阵合成孔径声纳系统等间隔布阵和匀速直线运动的特点,将方位向不均匀采样的傅立叶变换分解为若干均匀采样的傅立叶变换,从而可以利用FFT提高计算效率。成像结果及分析表明,此方法可以很好应用于多子阵合成孔径声纳成像,并保持了标准CS算法快速高效的特点。

改进的基于时域距离走动校正的CS成像算法

该文考虑大斜视SAR距离徙动中3次距离偏移对信号特性的影响,提出一种改进的基于时域距离走动校正的CS成像算法。该算法首先在时域进行距离走动校正,然后通过CS变标处理和一致距离徙动校正实现场景所有目标的精确距离徙动校正,最后通过改进的方位匹配滤波方法实现清晰成像。该算法的整个成像处理过程只包含快速傅里叶变换和复乘运算,因此算法效率较高。仿真结果表明,改进后的算法明显改善了成像结果的方位向旁瓣特性,可以满足大斜视高分辨成像的要求。

高分辨率星载聚束式SAR改进的ECS成像算法

提出一种适用于高星载聚束式合成孔径雷达 (SAR)的改进 Extended Chirp Scaling(ECS)算法。基于斜视距离等效模型 ,推导出改进的 ECS算法 ,给出改进的方位 Scaling因子以及算法的实现步骤。在斜视情况下改进的方位 Scaling因子可以减小算法所需要的方位时间展宽 ,提高方位处理效率。为解决高分辨率星载聚束式 SAR脉冲重复频率 (PRF)过高等问题 ,在算法中结合了子孔径处理 ,并分析了采用子孔径处理的必要性及其实现方法。最后 ,通过计算机仿真 。

一种应用在多孔径宽测绘带SAR中的CS算法

多孔径接收宽测绘带SAR方法是一种较先进的高精度宽测绘带SAR成像方法。这种方法要求先对距离向信号压缩然后用反解矩阵求出各个测绘带的信号，然后再进行方位向聚焦。RD算法应用在这种成像方法比较方便，但是在星载SAR成像中大多用精度较高、运算量较小的CS算法。CS算法要求先进行方位向FFT而不是距离向压缩，所以不能直接应用在这种成像方法中。该文提出了一种基于CS算法的多孔径成像算法，可以很方便应用于多孔径接收宽测绘带SAR，并进行了计算量和误差分析，给出了仿真结果。仿真结果证实了本文所述方法的有效性。