一种基于回波相关的无源合成孔径雷达成像方法

利用机会照射源的无源雷达因为可以解决频带拥挤和具有良好的电子对抗性能,是雷达领域的一个研究热点。鉴于大多数机会照射源发射窄带或超窄带的连续波信号,该文研究采用窄带连续波信号的无源合成孔径雷达(SAR)成像。通过不同接收机回波之间进行相关,建立成像的数据模型,并给出一种滤波反投影(FBP)成像算法,详细分析了影响该成像方法分辨率的因素。通过仿真实验,验证了基于回波相关和FBP的无源SAR成像方法。该方法无需发射机位置信息,适用于任意载机飞行轨迹。     

基于外辐射源的运动目标成像技术

基于外辐射源的运动目标探测、定位与成像技术是目前新体制雷达研究的热点之一。文中介绍了基于外辐射源的无源雷达对运动目标成像的研究现状，分析了利用电视或调频广播等外辐射源信号作为机会照射源的多基地无源雷达成像系统的构成和基本原理，并且选取了12个电台信号作为外辐射源，利用无源雷达成像技术对运动目标进行了仿真实验，最后探讨了该无源雷达成像体制的若干关键技术和应用前景。     

基于LTE 信号的浮空平台外辐射源雷达目标探测技术研究

外辐射源雷达常用的调频广播、全球移动通信系统(GSM)等窄带信号照射源都具有较低的距离分辨率及多普勒分辨率。针对这一问题,提出了一种以宽带LTE(长期演进系统)信号作为照射源的浮空平台外辐射源雷达体制。阐述了该种体制雷达的目标探测原理,分析了LTE 信号生成机理以及该信号的距离分辨率、速度分辨率、模糊函数及探测威力。计算机仿真表明,利用LTE 信号能够成功实现目标探测。     

用于无源雷达的GPS卫星信号性能分析

该文研究了GPS卫星信号作为照射信号的双基无源雷达信号性能。首先论述了雷达系统结构和信号模型,然后分析了雷达探测距离和信号的模糊函数特性,最后计算机仿真了GPS雷达信号的性能。理论分析和计算机仿真表明GPS卫星信号是性能优良的无源雷达信号。     

基于多输入多输出技术的无源雷达信号模型

借鉴正交信号多输入多输出(MIMO)雷达的思想,利用多个照射源信号进行目标探测与定位,可显著改善无源雷达的系统性能。以调频广播信号无源雷达为背景,研究了多照射源条件下的雷达信号模型及相参合成原理,分析了各信号间的相位关系和影响信号相参合成的各种因素。结果表明:只要能有效消除各信号间的差异相位项,实现多照射源信号相参合成、改善无源雷达检测信噪比是切实可行的。     

基于CDMA照射的无源探测系统

针对利用机会照射源的无源探测系统,论述了一种新的机会照射源——CDMA基站信号,利用CDMA基站的下行信号为照射源构成无源探测系统,分析了CDMA信号的构成形式及特点,分析了利用民用CDMA蜂窝移动通信网络实现对空中动目标探测的技术可行性,并对探测距离进行了估算。     

基于SOMP的机载无源宽角SAR成像算法

针对机载无源宽角合成孔径雷达(SAR)在探测过程目标散射特性随观测角度变化的问题,在建立机载无源宽角SAR信号模型的基础上将成像重建过程转换为求解多测量向量的联合稀疏优化问题,并在分布式贪婪稀疏重建方法框架下提出一种基于同时正交匹配追踪的机载无源宽角SAR稀疏成像算法,能够实现对地面探测目标的准确稳健成像。仿真数据处理结果验证了所提成像算法的有效性和准确性。     

频率步进探地雷达的SAR成像处理方法

由于冲激脉冲探地雷达平均功率低,限制了其作用距离和探测深度,多用于近地表和浅低层探测。为了提高系统的作用距离和探测深度,常采用频率步进探地雷达。利用频率步进信号的大带宽和高平均功率的特点,不但可以提高作用距离和探测深度,而且成像分辨率可以大为改善。由于介质与空气的介电特性不一致,电磁波的传播路径和传播速度会发生相应的改变,常用的回波模型和合成孔径成像方法不再使用。本文推导出了频率步进探地雷达的回波信号模型,并结合SAR成像理论,针对地下目标探测的特点,提出了分层聚焦的SAR成像处理方法,取得了良好的效果。     

基于GPS卫星照射的SS-BSAR系统信噪比研究

以导航卫星为信号照射源的星表双基SAR系统(SS-BSAR)由于具有隐蔽性强、节约成本等特点,近年来受到了广泛关注。针对基于GPS卫星照射源的SS-BSAR系统信号带宽较窄、发射信号功率低等问题,首先分析非合作卫星照射源的选择及GPS卫星信号特性;根据GPS卫星信号的双基雷达方程,给出系统最大目标检测距离;分别推导基于GPS卫星信号的点、面目标双基SAR系统信噪比及信干比,分析信噪比与雷达接收斜距、目标截面积、雷达运动速度等因素的关系;最后提出改进系统信噪比、信干比的方法。     

GNSS散射信号无源探测发展趋势

无源雷达自身没有辐射源,只是借助外部非协同式的辐射源来进行探测和定位.它具有优越的反隐身性能,其作用距离远、隐蔽性强、不易被对方发觉,可以免遭反辐射导弹、低空飞机、巡航导弹等袭击,有较强的生存能力.通过对无源雷达的起源及发展的阐述,分析了国内外研究进展状况,比较了各种可利用照射源的优缺点,并选择了GNSS信号作为照射源.根据其散射信号的码延迟、相关功率及多普勒频移等数据,达到对空中移动目标的探测,对未来的发展提出了建议.     

无源雷达多站定位LFM弱信号检测

无源雷达多站TDOA定位时,要求多站同时截获目标雷达的辐射信号,并且为满足定位精度而要求一定的基线长度,然而现代机载雷达采用超低副瓣、降低平均功率等许多低截获措施,使得双接收站配置一般不会被机载雷达主瓣同时覆盖,致使一个接收站处在发射天线的主波束内时,另一接收站处在副瓣或零点位置,因此双接收站之间接收的信号强度相差悬殊,至少差20dB的主副瓣比。为此,利用相关接收理论分析了在雷达主瓣方向的侦察接收机截获的强信号,确定脉冲重复周期、脉内调制等基本信息。并利用该信息及信号协同在雷达副瓣方向的侦收机的微弱信号进行相关接收,推导出独立于截获信号结构的混合积模型,从而使双通道侦收机的信号处理可以直接借鉴传统雷达的相参与非相参等信号积累方法。通过雷达实测信号构建双路信号的仿真验证表明该方法的理论可行性和工程可用性。     

基于PN与OFDM技术的射频隐身雷达信号设计

飞机必须具有良好的射频隐身性能,以降低无源探测系统对飞机的探测距离及识别效果,从而使飞机及其机载雷达等电子设备减少被截获、被干扰甚至被摧毁的可能性。提出了机载雷达射频隐身信号的设计原Ⅻ,根据此原则设计和研究了基于伪随机码调制与正交频分复用技术的雷达信号。所设计的雷达信号具有较低的峰均功率比,通过基于数字信道化接收机无源探测系统的仿真实验,验证了该雷达信号相对常用的线性调频雷达信号具有更好的射频隐身性能。     

一种深度欠采样的快速SAR成像算法

以减少SAR成像所需数据量,缩短成像时间为目的,本文构建了深度欠采样回波信号的模型,提出了一种二维脉冲压缩算法,该算法利用OMP和BCS算法对欠采样回波做距离向和方位向压缩,实现了二维SAR快速成像。通过对点目标模型SAR回波的仿真验证了方案的有效性。     

CS与GPR联合反演目标成像

压缩传感(CS)理论是在已知信号具有稀疏性或可压缩性的条件下对信号数据进行采集、编解码的新理论。压缩传感采用非自适应线性投影来保持信号的原始结构,能通过数值最优化问题准确重构原始信号。压缩传感以远低于奈奎斯特频率进行采样,在高分辨压缩成像系统、视频图像采集系统、雷达成像以及MRI医疗成像等领域有着广阔的应用前景。阐述了压缩传感理论框架以及信号稀疏表示、CS编解码模型,并进行了压缩传感与探地雷达联合反演目标成像。反演结果表明,随机孔径压缩传感成像算法比递归反向投影算法和最小二乘法所需数据量少,成像效果好,目标旁瓣小,对噪声的鲁棒性更好。     

超高分辨大测绘带星载MIMO-SAR成像

星载多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)可以解决方位向高分辨和大测绘带之间的矛盾.为了在扩大测绘带宽度的基础上进一步实现距离向超高分辨,首先选用正交频分线性调频信号( OFD-LFM)作为发射信号形式,对MIMO-SAR的发射体制进行了初步设计;然后针对大带宽、宽测绘带对成像算法的限制,选用精确度高的距离徙动算法(RMA)对回波数据进行处理,给出了结合空频域带宽合成的RMA成像流程,相比时域带宽合成方法,在确保成像精确性的同时,文中的成像流程计算步骤更少,运算量更低,大大提高了计算效率.     

LFMCW SAR非线性校正成像方法研究

线性调频连续波合成孔径雷达（LFMCW SAR）是一种新近提出来的成像雷达体制,它结合调频连续波与合成孔径成像技术,具有体积小、重量轻、成本低、分辨率高等一系列优点。然而,由于受系统的影响,调频信号的频率和时间并不完全满足线性关系。在详细分析了LFMCW的调频非线性对距离分辨率及FMCW SAR成像质量的影响之后,提出使用分段线性拟合的方法估计调频信号的非线性,并提出了非线性的校正方法,研究了存在非线性时的FMCW SAR成像算法,并给出了仿真结果,验证了该方法的有效性。     

一种基于WiFi信号的运动目标无源雷达成像方法

近些年无线局域网快速发展,覆盖范围增加,该文研究基于WiFi (Wireless Fidelity)信号的运动目标成像,扩展无源雷达的应用。首先探讨分析WiFi信号模糊函数特性,结果表明其具有良好的距离分辨率,可以用作无源雷达的外辐射源。然后采用分布式孔径,借助广义似然比估计理论进行成像,重建运动目标在2维空间的分布与速度,并分析了成像分辨率。仿真结果验证了给出的基于WiFi信号的无源雷达运动目标成像方法的有效性。      

无源双基地雷达动目标快速检测算法

在无源双基地雷达系统中,动目标的时延和多普勒频移估计是通过计算直达波信号和目标回波信号的互模糊函数来实现的。提出了首先利用级联积分梳状滤波器（CIC滤波器）对不同时延的互模糊函数进行抽取,然后进行FFT变换的动目标快速检测算法。CIC滤波器在数据抽取过程中能够有效抑制频率混叠干扰及通带信号衰减问题,同时由于信号采样频率的降低,FFT变换的频率分析范围将大大减小,从而明显提高信号处理速度。该算法可以从任意距离单元开始估计目标的多普勒频移,所以可以对数据进行并行处理,这将进一步提高信号检测和处理速度。最后,利用仿真数据验证了该算法的有效性。     

雷达目标三维成像算法研究

逆合成孔径雷达三维成像技术可有效揭示雷达目标散射源的空间分布;相比于传统的距离向和方位向二维成像,三维成像又增加了俯仰向的分辨能力,可以识别雷达目标高度方向的散射源分布情况。从雷达目标回波信号分析出发,探讨了三维成像的基本公式及算法。距离向分辨采用传统的FFT(快速傅里叶变换)实现,方位向和俯仰向分辨运用卷积反投影算法实现。讨论了两种实现方位向和俯仰向成像的投影插值算法,即二维投影插值法和直接投影法,与传统的二维投影插值算法比较,直接投影法具有计算速度快和计算精度高的优点。     

合成孔径雷达轨迹误差的自适应校正算法

讨论了有关合成孔径雷达（SAR）地面图像轨迹失真的自适应校正问题。文中提出的方法属于自适应自聚焦方法中的一种,这种方法采用反射探测信号来纠正轨迹误差信息。将多普勒频谱位移及其高阶导数在斜距范围取平均得到的估值作为信息参数。这样就为建立这种自适应算法提供了可能,即它不仅能够自动校正飞行速度误差,而且还能够校正加速度和突跳误差。给出了 SAR信号处理的结果,讨论了不同条件下信号处理的特性以及所提方法的实现结果。