利用目标模拟器评估SAR性能的方法

介绍了一种利用目标模拟器评估合成孔径雷达（SAR）性能的方法。目标模拟器可以根据输入的基带I、Q数据生成所需波形，上变频到射频（RF）频段模拟产生SAR雷达回波信号进入雷达接收机。雷达发射通道和接收通道在信号频带内的幅度不平坦度和相位非线性均会使信号偏离理想情况，产生幅度和相位误差，会造成雷达的脉压性能变差，最终结果表现为图像质量退化。     

雷达目标模拟器设计研究

为解决在雷达信号处理机研制过程中缺乏作战场景和回波输入的问题,提出了高置信度的雷达目标回波信号和战场复杂电磁环境设计方法。通过分析弹道导弹目标发射、飞行工作流程,设计了相应的雷达模拟器系统构架,确立了雷达面临的作战场景和回波信号、噪声、杂波、干扰的模型。基于复杂场景规划,利用图形处理器(GPU)处理平台实时产生雷达信号,生成高置信度的复杂电磁环境回波输出。该雷达目标模拟器的研制可以解决雷达研制过程中接口、功能和性能验证问题,为雷达提供更加真实和完备的测试场景,加快雷达系统研制进度,提升雷达的综合性能测试能力,具有很强的工程应用价值。     

SAR目标回波基带信号产生模块设计

SAR目标回波基带信号产生模块是SAR目标回波模拟器的关键单元之一,其设计影响到模拟器系统的性能.该文提出了一种SAR目标回波基带信号产生模块的设计方案,详细介绍了该模块的主要功能、工作原理、模块组成以及实现方法,并提供了该模块的测试结果.经验证,它达到了SAR目标回波基带数据高速传输和大容量存储的设计要求,满足模拟器的研制需要.     

一种基于FPGA的自然场景的实时SAR回波模拟器

为了降低测试雷达系统的成本,设计出一种实时雷达回波模拟器对测试雷达系统的各项参数有很大的帮助。文中采用等效散射体回波模拟算法设计了一种基于FPGA的SAR回波模拟器。通过优化回波模拟算法,实时实现了SAR的回波模拟。实验结果表明,该设计模拟器可以在10.7 s内模拟出一帧1 024×1 024的自然场景的回波数据。最后对回波数据成像质量评估,证明了该回波模拟器的正确性。     

星载SAR目标回波信号模拟及成像显示

根据合成孔径雷达(SAR)的系统设计参数和星载雷达的运动特点,设计和实现了SAR回波信号模拟产生系统,实时地产生所需SAR回波数据。产生的回波数据考虑了载机扰动、速度变化、航迹变化等因素的影响,同时可以调节雷达系统参数。最后给出了点目标的成像示例。     

SAR目标模拟器硬件平台设计与实现

针对当前国内大多数雷达目标模拟器不能模拟大时带宽积合成孔径雷达(SAR)目标回波问题,提出了一种SAR目标模拟器硬件平台架构,采用FPGA控制DDRII存储器来存储和输出数字回波,通过数模转换后可以输出带宽150 MHz以上模拟回波信号.由于主机与目标模拟板通信采用CPCI总线,其数据吞吐率比采用USB接口的注入式SAR目标模拟器高.该平台可以3个通道同时输出不同信号,因此可模拟聚束、条带和扫描SAR等工作模式回波.测试结果表明该平台满足系统指标设计要求.     

二维旋转相控阵雷达内嵌式目标模拟器设计与实现

论述了二维旋转相控阵雷达目标回波信号的一种模拟方法。介绍了雷达回波信号模型,给出了目标各种航路的产生方法,设计了一种内嵌式目标模拟器,能够实时产生和差波束回波信号输入到雷达处理通道中,实现雷达系统在不具备实际接收前端的情况下对雷达后级的调试,为雷达系统的性能验证提供有效的手段。     

合成孔径雷达原始信号的模拟方法

合成孔径雷达(SAR)原始回波模拟在系统设计及成像算法验证等方面具有重要的理论及工程实践意义,是合成孔径雷达系统研制的一个重要方面.说明了原始信号模拟系统的构成,介绍了现有的原始信号模拟方法.基于时域信号模型,对合成孔径雷达的回波进行模拟,生成了理想的点目标回波数据,用距离-多普勒算法处理得到点目标成像结果,验证了处理流程的可行性.     

典型线面目标合成孔径雷达参数化成像

在复杂场景(特别是城区场景)合成孔径雷达(SAR)遥感成像中,存在大量线、面目标,如城区中的道路和建筑物边缘等目标,这些线面目标微波散射信号方向性强。传统SAR从单一视角获取场景的散射信息,且传统成像算法均基于点目标模型,使得传统SAR图像中线面目标主要特征表现为一系列的强散射点,而非线散射特征和面散射特征,最终造成SAR图像中目标不连续,SAR图像解译困难。因此,该文通过建立典型线段、三角面元目标的参数化回波模型,对线面目标SAR成像机理进行了深入细致的研究;并基于提出的参数化模型对线面目标进行参数化成像,即首先基于贝叶斯理论和所提的参数化模型对典型的线面目标进行分类判决,随后采用再成像的方式获得有效表征线、面目标散射特征的SAR图像,为线、面目标SAR图像解译提供有效支撑。最后,数值仿真实验成功验证了所提算法的有效性和正确性。      

稀疏微波SAR图像特征分析与目标检测研究

稀疏微波成像利用观测场景在空时频极化等表示域上的稀疏先验,通过线性综合测量方式获得比传统Nyquist采样低得多的回波数据,使用优化重构算法恢复观测场景微波图像,相对于传统微波成像体制具有诸多优势。在稀疏微波成像体制下,图像的获取和表征均发生了变化,需要在雷达图像理解现有理论和方法的基础上,研究新的特征分析和认知解译理论与方法。该文分析了稀疏SAR图像的统计特性以及点、线、面等特征的变化情况,对于使用空域稀疏模型重构的SAR图像,统计分布退化,适当降低采样率不影响点、线目标的提取精度。在此基础之上,研究了稀疏SAR图像海上舰船目标检测方法,得益于较弱的背景噪声,稀疏SAR图像的目标检测使用简单的阈值处理即可获得较好的检测效果。      

基于DDS的SAR点目标回波模拟源的设计与实现

合成孔径雷达(SAR)模拟技术在SAR的研究和系统研制工作中具有十分重要的作用.设计并实现了基于直接数字合成技术(DDS)的SAR系统点目标回波模拟源,该模拟源主要包括ARM控制单元和DDS线性调频信号源两个部分.由ARM控制单元根据点目标回波信号模型计算得到多普勒相位值、方位幅度加权值等参数,控制线性调频信号的相位和幅度,直接产生模拟的回波信号.实验结果表明,该模拟信号源电路工作正确可靠,能满足SAR系统设计要求.     

通用搜索雷达模拟器的设计

介绍了通过软件和硬件相结合的办法，实现多体制多频段搜索雷达信号和处理的模拟。该模拟器通过设置和加载不同体制的雷达参数和软件，采用灵活的数字波形产生方式形成数字基带信号，经混频放大形成射频小信号，再通过方向图模拟形成不同形式的雷达回波信号，从而实现通用搜索雷达的模拟。仿真证明该模拟器是可行的。     

一种新型的基于DSP的非相参雷达目标模拟器

介绍了一种新型非相参雷达目标模拟器的结构、功能及实现。本模拟器由地面控制终端和气球吊载终端两部分组成。可以用于非相参雷达自动目标识别系统的闭环试验．也可以用于部队的训练。将重频分选的思想运用于雷达参数的测量．并有效地利用了外场试验数据，提取出用于调制模拟同波的波形库．可真实地模拟各种空情。     

基于小波域两向二维主分量分析的SAR目标识别

针对合成孔径雷达图像目标识别在图像域进行特征提取时空间维数较高、计算复杂度较大、识别效率较低等问题,提出基于小波域两向二维主分量分析和概率神经网络的SAR图像目标特征提取与识别方法。该方法首先引入二维离散小波变换将预处理后的SAR图像变换到小波域,得到可充分表征目标特征信息的低频成分。然后提取低频子图像的两向二维主分量分析低维特征作为训练样本和测试样本的目标特征,最后由概率神经网络分类器完成目标识别。MSTAR数据实验结果表明,在特征矩阵维数低至6×3(原始图像128×128)的情况下平均识别率高达99.32%,且最高可达99.83%,该方法不但能够有效压缩目标特征维数和提高识别率,还对目标的方位信息具有很强的鲁棒性,可有效应用于SAR图像目标特征提取和识别。     

检测性能约束下目标估计的波形优化设计

为了提高杂波背景下检测性能约束的扩展目标估计性能,提出一种基于凸优化和随机化方法的波形优化设计算法。文中考虑了实际雷达系统应用对目标检测性能的要求,定义了随机目标场景下的信杂噪比,并将之作为约束条件,以最大化接收回波与目标随机冲激响应之间的互信息作为优化准则,利用凸优化和随机化方法进行恒包络相位编码信号的设计。仿真实验结果表明,该算法获得的发射信号能够满足系统最低检测信杂噪比的要求,最大化互信息,提高了目标的估计性能,将扩展目标估计性能和检测性能有效统一起来。     

基于决策级融合的多波段SAR目标检测方法

为了提高SAR图像目标检测性能,提出了一种目标检测方法。该方法首先利用智能索引变量恒虚警和二次检测对多波段SAR图像进行目标检测,然后利用Neym an-Pearson准则对检测结果进行决策级融合,在保证融合前后虚警概率一致的前提下,可大幅度提高检测概率。给出了应用该方法的具体步骤,并通过实际数据证明了该方法的有效性。     

新型机载多脉冲激光雷达目标信号模拟器

研制多脉冲激光雷达目标信号模拟器,用以评估回波数字信号处理算法及其实现平台的性能。首先,介绍了目标信号的主要组成以及回波信噪比的两种定义。接着,基于激光雷达方程及1.064μm激光器的辐射激光的光电接收实验,获取信号波形并对目标回波信号组成进行分析,结合空中目标的回波脉冲展宽建立了机载脉冲激光雷达目标回波信号模型。之后,提出了依据电压信噪比产生回波观测信号的方法。最后,给出了基于"FPGA+高速D/A+USB2.0数据传输"的目标信号模拟器软硬件实现,可为回波信号处理器提供信噪比为1-9的静、动目标回波及主波信号。