一种提升汽车雷达方位角分辨率的成像处理方法

针对汽车雷达方位角分辨率受方位向天线长度限制的问题,该文提出一种基于多波束实孔径雷达图像融合来提升汽车雷达方位角分辨率的成像方法。该方法首先利用相控阵天线波束电扫描来获取前视实孔径雷达图像,然后根据汽车雷达成像几何关系通过多张多角度实孔径雷达图像相参累加来提升雷达方位角分辨率。计算机仿真结果验证了该方法在提升汽车雷达方位角分辨率的有效性。     

前视多通道合成孔径雷达解模糊成像方法

传统合成孔径雷达方位向分辨率仅由合成孔径提供,但在正前视区域多普勒分集有限,成像性能迅速下降且前视成像也存在固有的左右多普勒模糊问题。针对上述问题该文讨论前视多通道合成孔径雷达系统模型,提出一种理想直线航迹下空域零点约束自适应波束形成的成像方法,有效综合阵列实孔径和合成孔径提高正前视区域的成像质量,利用有限阵列空域自由度实现左右多普勒解模糊。首先对回波数据大前斜成像处理,得到左右模糊的图像,然后进行波束形成,将各通道图像加权并且相干累加,实现左右多普勒解模糊以及方位分辨率增强。仿真实验表明空域零点约束自适应波束形成的成像方法可对前视场景进行高分辨成像。     

基于Spectral—Fit法的星载SAR方位多波束方位向非均匀采样的处理

介绍了方位多波束技术的基本原理，指出了其在星载情况下必然会产生方位向非均匀采样，而非均匀采样会在雷达图像中产生虚假目标。Spectral—Fit法的目的是从原始信号的非均匀样本中得到该信号的真实频谱，为了消除方位向非均匀采样的影响，文中将Spectral—Fit法与方位多波束SAR的成像算法结合，对方位向非均匀采样的目标回波信号进行处理。最后通过计算机仿真验证了该处理的有效性。     

一种单脉冲雷达多通道解卷积前视成像方法

合成孔径(SAR)技术能有效提高雷达的方位分辨率,但当雷达航迹与波束重合时方位分辨率会迅速下降,形成盲区。为解决前视成像问题,本文引入了多通道解卷积技术,以单脉冲雷达为背景,研究了解卷积后的成像信噪比和方位分辨率,认为对天线方向图截断后的形状也是影响信噪比的主要原因之一。在此基础上进行的前视成像仿真结果表明:这种方法相对实孔径成像可有效改善方位分辨率一个数量级以上,同时信噪比损失相对不考虑天线方向图截断形状明显减小。     

前视成像雷达图像序列配准算法研究

为解决前视阵列成像雷达中图像序列的配准问题,该文将前视阵列雷达的成像原理与Hausdorff距离有机结合,提出一种图像序列配准方法。该方法基于传感器信息、图像分辨率校正和回波域Hausdorff距离,首先利用传感器信息估计出图像间的距离向偏移,在此基础上修正天线孔径长度并校正序列图像分辨率。为解决地雷目标各向同性造成的角度估计困难,使用Hausdorff距离对序列图像实施配准。结合前视阵列雷达的成像原理,将Hausdorff距离从图像域映射到回波域,实现分辨率校正与配准的统一,提高配准速度和精度。通过实测数据验证,该方法适用于前视阵列成像雷达,能够提高图像序列配准精度,改善系统检测率。     

宽测绘带SAR成像的一种侧摆模式及其压缩感知处理方法

宽测绘带合成孔径雷达(SAR)采用了不同的信号录取方式及成像算法,但现有的ScanSAR和循序扫描体制(TOPSAR)往往会造成场景分辨率的整体下降。针对这一问题,该文采用一种新的侧摆模式进行宽幅场景成像。该模式通过距离向波束角度的变化,以损失部分积累时间为代价,得到宽幅场景的回波信号,继而采用稀疏算法在方位向实现降采样成像。仿真结果表明,在波束变化轨迹确定后,星载雷达侧摆模式下稀疏SAR成像可有效增加场景幅宽,同时确保场景中心区域的高分辨成像。     

基于方位向预处理和后处理的TOPSAR成像方法

Burst工作模式和方位波束主动扫描使得TOPSAR(Terrain Observation by Progressive scans SAR)回波信号同时具备ScanSAR和聚束模式回波信号特点,即方位输出时间混叠和多普勒频谱混叠。虽然时域和频域同时升采样操作能够解决混叠问题,但同时带来成像运算量明显提高和内存消耗显著增大的问题。针对TOPSAR回波信号特殊的方位时频关系,该文提出一种结合方位向预处理和后处理的TOPSAR成像方法。该方法利用复制拼接和去斜的方法来解决混叠问题,利用信号截取操作剔除干扰信号,同时还可以减少采样点数,提高算法运算效率。点目标和分布目标的仿真结果验证了这种成像方法的有效性。     

一种毫米波前视合成孔径雷达成像算法

针对传统正侧视和斜视雷达无法对雷达载机前方场景进行成像的缺点,提出了一种基于距离多普勒算法(RDA)的毫米波前视合成孔径雷达(SAR)成像方法。给出了系统的结构模型,分析了系统成像原理。基于空间几何模型和回波信号形式,分析了点目标回波的多普勒历程,给出了方位向多普勒调频率,得到各相位补偿因子和距离徙动校正公式。对成像场景大小和方位向成像分辨率进行了详细分析,采用MATLAB对6个点目标进行了成像仿真,并对仿真结果中点目标峰值中心的64×64点切片和方位向、距离向进行了分析。理论推导和实验仿真表明,基于RDA的前视合成孔径雷达可以对场景中目标有效成像且方位向成像分辨率可达到2 m,该系统可应用与侦查和制导领域。     

解卷积锐化算法在导引头前视成像中的应用

传统的合成孔径雷达成像、多普勒波束锐化成像等方式虽然能有效地提高雷达的方位分辨率,但存在前视成像盲区。而传统的实波束成像角分辨率低,无法区分处于同一个波束内的两个目标。本文分析了单通道解卷积病态的原因,提出了改善方法.本文同时比较了该算法与常用的单脉冲测角算法的优劣。文章最后对实测数据的处理结果表明,解卷积算法对波束锐化有明显效果。     

星载前视SAR系统的信号分析

针对星载SAR前视模式与一般正侧视模式存在的明显不同,详细分析了前视SAR的多普勒特性,即多普勒频率、多普勒带宽;指出前视SAR的方位分辨率与天线的孔径长度无关,而是与载波频率、雷达平台高度、方位向地面距离等因数有关,并仔细讨论了各因数对方位分辨率的影响以及前视SAR成像对系统参数脉冲重复频率、波束投射角的限制,说明了前视SAR的高分辨成像区域及前视SAR高分辨成像对平台高度的要求.     

一种基于子孔径处理的双侧TOPSAR成像信号处理算法

TOPS-SAR通过波束快速扫描可以极大地提高SAR的测绘效率,然而传统TOPS-SAR模式波束只在雷达一侧扫描,为了进一步提高SAR的测绘效率,本文提出了一种改进的TOPS模式,即双侧TOPS-SAR模式。在该模式下,雷达左右两侧分时快速扫描,可以克服传统扫描模式只能一侧成像的缺陷。针对该新模式,提出了一种基于子孔径的成像处理方法,该方法通过子孔径成像并进行图像拼接,实现天线波束扫描与成像同时进行。仿真和实测数据处理结果验证了该算法的有效性。      

地面/舰载搜索雷达目标回波建模与仿真

针对地面/舰载两坐标/三坐标搜索雷达,提出一种雷达目标回波建模与仿真分析方法。根据设定的雷达波束扫描方式、雷达系统参数和目标参数,仿真生成雷达目标零中频IQ数据。对常规MTI/MTD模式和PD模式下一定信噪比/信杂比目标回波数据进行了仿真和分析。     

基于24 GHz FMCW 雷达的二维近场成像系统

为进行隐藏危险金属制品的安检,文中提出了一种24 GHz 低成本毫米波成像系统。该系统采用低成 本24 GHz 商用调频连续波(FMCW)雷达作为扫描源,在方位角和仰角上合成大孔径,使用二维十字扫描平台,经 FMCW 雷达信号处理以及合成孔径雷达(SAR)处理使隐藏物体成像。低成本的射频外设只提供了一路中频实信号 供ADC 采样量化,在图像重建中,文中提出将单路ADC 采样量化后的中频数字信号通过希尔伯特变换成复信号,对 复信号加布莱克曼窗优化频谱,再对信号序列补零以减小频域栅栏效应,后采用空间匹配滤波器补偿相位偏差,通 过FMCW 雷达近场成像原理对目标成像。改进后的算法适用于低成本的雷达前端系统,只需一路ADC 采集的中频 数字信号即可使成像系统达到理论的合成孔径成像分辨率。     

基于场景定义的弹道目标雷达回波仿真方法

回波仿真是开展系统论证和算法研究的基础。传统的弹道目标雷达回波仿真研究侧重对弹道目标和干扰信号各自特性的建模,缺乏系统级联合仿真途径。文中介绍了一种基于场景定义的弹道目标动态雷达回波仿真方法。该方法基于统一的人工场景定义平台,结合弹道轨道运动模型、摆动模型和电磁干扰模型,模拟产生高逼真度的摆动弹道目标雷达回波。该方法还可灵活接入暗室或靶场实测的目标雷达散射截面数据和干扰样本数据,为复杂电磁环境下的导弹目标探测和识别算法研究提供数据支撑。     

基于运动补偿的长时相干积累方法研究

稀布阵综合脉冲孔径雷达（SIAR）是一种全新体制的数字综合孔径雷达,其发射信号在空间全向辐射,不存在波束扫描问题,可对接收回波进行长时积累。本文首先对目标回波信号建模,分析了长时相参积累存在距离走动、多普勒扩散等问题。提出了一种对回波信号先分组多普勒滤波再非相参积累的方法,并给出了工程实现途径。通过仿真和实际工程的验证,证明了该算法的有效性。     

利用函数拟合的低空风切变三维建模与雷达回波仿真

高保真的低空风切变数据是进行低空风切变检测和飞行性能分析的必要基础。为解决低空风切变危险性高、发生突然且持续时间短等带来的真实数据不易获取的难题,本文提出了一种利用函数拟合的低空风切变三维建模方法。该方法依据风切变的流体力学特征,通过函数拟合的方式建立风场类型及特征可变的三维密度场和速度场,并按照现有机载气象雷达在风切变探测模式下的天线扫描与工作方式,实现低空风切变雷达回波仿真。仿真结果表明:该方法可灵活快速地实现低空风切变三维风场建模,雷达回波的速度估计结果较好地反映了低空风切变径向速度沿距离方向呈现反“S”型特征的分布特点。      

DBS多普勒质心估计算法研究

雷达导引头在利用DBS技术成像时,需要根据天线扫描过的范围对各子图进行拼接。拼接时需要取出回波频谱中主波束对应的带宽,但是子图拼接经常受到多普勒中心不可靠的困扰,过低的估计精度会影响定位,严重时甚至会影响图像质量。本文研究基于回波的多普勒质心估计算法,结合实测数据进行估计,最后给出综合评价。     

机载气象雷达下和差波束抑制地杂波研究

针对机载气象雷达气象模式下的地杂波抑制研究,提出利用雷达回波信号的和差波束方法加以抑制。首先建立地心坐标系下飞机位置和气象与地杂波空间模型,然后通过机载气象雷达发射脉冲信号,利用气象雷达方程计算波束扫描范围内的气象目标和地杂波的回波功率信息。根据气象与地杂波所处雷达波束中心位置和角度不同的特性,利用和差波束方法抑制地杂波,同时气象信息不会有太大损耗。经过仿真数据验证,该方法能够有效地剔除地杂波,保留气象信息。     

连续目标双基地调频连续波 SAR 回波建模方法

在 SAR 成像仿真中,常使用离散的点目标集合来代替连续结构的目标进行回波建模。这种方法的一个 重要问题是所生成的目标回波依赖于点目标的采样方式,对同一个目标采用不同的离散采样方式可能产生具有显著差异的成像结果。该方法的另一个缺点是回波模型的精度与离散采样的间隔有关,小的离散间隔会导致巨大的计算量。为了解决上述问题,本文提出了一种新的连续目标回波建模方法,避免了离散采样方式和采样间隔的影响,并且大大降低了计算量。将该方法应用于调频连续波双基地合成孔径雷达系统研究,有助于理解其观测几何 与回波特性的关系。