一种改进的MIMO生物雷达人体目标检测跟踪联合自适应算法

与传统生物雷达相比,MIMO雷达能获取人体目标的方位向信息,具有明显优势。为了降低人体目标运动以及近场环境杂波带来的干扰,提出了一种改进的MIMO生物雷达人体目标检测跟踪联合自适应算法。首先引入图像形态学的方法对雷达成像结果进行杂波预处理,其次采用改进的自适应门限方法进行目标检测,最后采用航迹关联方法得到目标运动的准确轨迹,并依据目标位置反馈调整检测门限,从而实现人体目标的动态检测跟踪。实测数据表明,该方法能有效滤除杂波干扰,且具备良好的跟踪连续性。      

基于联合互时频分布的InISAR三维成像方法

 常规InISAR通常采取先进行各天线的二维ISAR成像再进行图像间干涉处理的三维成像步骤.与此不同,本文提出了一种基于联合互时频分布的InISAR三维成像方法,通过构造干涉天线接收回波之间的联合互时频分布,在一次时频变换中能同时实现同一距离单元内各散射点的横向分辨和相位干涉处理,并利用Radon变换有效抑制了互时频分布的交叉项.该方法不仅具有Cohen类时频变换的高时频聚集性的特点,而且对0阶平稳运动和1阶机动目标都能进行三维成像.仿真结果验证了该方法的有效性.     

基于自适应核时频分布的机动目标ISAR成像

具有复杂姿态运动的目标由于其多普勒的时变性,使得传统的逆合成孔径雷达(ISAR)距离多普勒算法成像模糊,时频分析技术是解决该问题的有效途径之一.在详细分析复杂姿态运动导致的目标回波多普勒相位非线性特性的基础上,利用白适应核时频分布进行ISAR瞬时成像,并给出了一种新的自适应高斯核函数的参数估计方法.仿真数据和外场实测数据成像结果证明了该方法的有效性.     

一种基于Wigner-Hough分布的SAR地面运动目标成像方法

时频分析是SAR地面动目标成像技术中的常用方法,但传统时频分析方法如WVD在处理多分量SAR运动目标回波时存在交叉项的影响,在低信噪比时不易检测各分量信号的多普勒参数。针对这一问题,提出一种基于Wigner-Ville分布(SWVD)的机载SAR运动目标成像方法,其核心是采用SWVD时频分析方法,能够有效地抑制多个目标之间交叉项的影响,对地面单运动目标和多运动目标的成像均有很好的成像效果,理论分析和实验证明了其有效性。     

基于参数化时频分析的机动目标ISAR成像方法

对于机动目标,运动补偿后目标相对于雷达并不是标准的转台目标,目标的多普勒是时变的,此时传统的距离多普勒成像算法不能得到很好的成像效果.论文分析总结了几种针对非匀速转动的时频联合分析算法,提出了一种基于参数化时频分析--AGCD快速算法的ISAR成像算法,并且用机动目标的仿真数据进行了验证,验证结果表明了该算法具有精度高、速度快且无交叉项的优点,比传统的算法有较大的改进.     

基于时频分析的ISAR瞬时成像算法

基于传统R-D算法(Range Doppler Algorithm)的ISAR成像是基于目标平稳运动的假设,而对机动目标,由于R-D算法将相同散射点不同时刻表现的不同频率压在一起,从而使散射点展宽、图像模糊不清.文中首先分析经典傅里叶变换与时频分析的本质区别;然后阐述几种典型的时频分布的交叉项干扰情况、时频聚集性能,与其他时频分布相比.重排Gabor时频分布性能优良,不仅时频聚集性好,而且无交叉项干扰,对目标瞬时成像效果较好;最后,仿真和实测数据验证了成像算法的有效性.     

一种基于时频分布尺度变换的ISAR成像新方法

 空中或海面目标复杂运动所产生的方位二次相位项,会造成方位成像的严重散焦;而传统的RD成像方法、WVD瞬时成像方法、Radon-Wigner成像方法和DechirpClean成像方法由于成像效果差或运算效率低等因素,不适合复杂运动目标的ISAR成像;因此,针对这些问题,本文提出了一种基于时频分布尺度变换的ISAR成像新方法,即把包络对齐后的各距离单元数据变换到时频平面内,通过尺度变换,解信号瞬时时间和相关函数延迟量的耦合影响,把方位二次相位项所产生的时频平面内的斜线校正成平行于时间轴的直线,并沿时间轴进行能量积累,减少交叉项的影响,最终对复杂运动目标进行高分辨ISAR成像.该方法成像效果好,同时,可以通过快速变换算法实现,因此,运算效率较高,适合实时成像.最后,通过仿真和实测数据验证了该方法的有效性.     

压缩感知机动目标ISAR成像新方法

基于Fourier基的压缩感知（Compressed Sensing,CS）算法已被成功应用于平稳运动目标的逆合成孔径雷达（Inversed Synthetic Aperture Radar,ISAR）成像。但由于建模时对ISAR回波方位相位高次项的忽略,Fourier基矩阵对机动目标回波数据方位信息的稀疏表示失效,导致对机动目标的成像在方位向模糊。鉴于时频分析技术良好的时频局部化特性,将其引入到雷达回波方位向分析中,以改进用于表示雷达回波数据的稀疏基,实现对选定时间切片内回波数据多普勒频率的稀疏表示。改进后的基矩阵在通过CS技术解析回波在时间切片内方位信息的同时,又保证了利用有限数据成像的分辨率。与基于Fourier基CS成像等现有方法相比较,新方法在方位向的成像质量上有较大改进。仿真实验验证了算法的有效性。     

基于短时FrFT的双基雷达舰船成像最优时间段选取方法

双基雷达系统因其拥有较好的隐蔽性、抗干扰性、灵活性而应用广泛。舰船目标由于受海情影响存在三维运动，瞬时投影平面容易反复叠加，使图像出现严重散焦，大大降低成像分辨率，因此选取最优的成像时间段成为逆合成孔径雷达(ISAR)成像研究领域的热门话题。在双基几何构型下，文中结合图像对比度评判指标，提出一种基于短时分数阶傅里叶变换(FrFT)时频分析的成像时间段选取方法，获得在不同阶次下的时频分析曲线信息，利用估计频率分布的概率密度函数(PDF)选取多普勒频率较平稳的连续时间段，通过最大化图像对比度确定阶次与成像时间段，自适应地获得最佳的成像结果。该方法为最优成像时刻与时间长度的选取提供解决方案，仿真实验结果论证了该成像方法的有效性。     

基于SVA算法和时频分析的ISAR成像

研究了时频分析在ISAR成像中的运用,论述了一维SVA算法和改进的二维SVA算法在提高图像分辨率、降低信号自身旁瓣电平方面的优势。在此基础上,提出将两者联合运用到机动目标的逆合成孔径雷达成像中,改善了传统的距离-多普勒算法对机动目标成像的模糊现象。实验结果证明了此方法的正确性和有效性。     

ISAR 三维运动检测技术

介绍了一种从逆合成孔径雷达（ISAR）信号中检测目标三维运动度的算法。首先基于三维散射点模型讨论了目标三维运动对ISAR成像的影响,得出现有的运动补偿算法不能有效地对三维运动目标成像。随后介绍了一种从ISAR信号中测量和比较不同时间段目标三维运动的算法,从而判断哪些成像间隔适于用基于二维运动模型的运动补偿和成像方法进行成像。该算法基于测量目标上两个或更多散射点相位之间的线性相关性,其中的相位估计使用了自适应联合时间-频率分析方法。仿真的舰船数据表明了该算法的有效性。     

基于AJTF的ISAR成像算法研究

自适应联合时间-频率（AJTF）分析是一种被证实了的基于刚体目标二维运动模型的逆合成孔径雷达（ISAR）成像算法,但它在进行运动补偿参数搜索时使用的穷尽搜索方法收敛不稳定且计算量较大。介绍了一种改进的AJTF算法,它用粒子群优化方法进行运动补偿参数的搜索,提高了算法的稳定性和效率。仿真结果证明了该算法的优越性。     

基于空域联合时频分解的海面微弱目标检测方法

海面目标不仅影响其位置处波浪运动,还会影响其周围的水域,其雷达回波信号分布于多个相邻的距离单元,所以目标回波信号表现出明显的空域相关性。该文根据海面目标信号的空间相关性提出了一种基于空域联合时频分解的海面微弱目标检测方法。该文提出的一种两信号互S-方法将相邻两个距离单元的回波信号变换到时频域,再利用互维格纳-威尔逆变换实现两距离单元信号的联合时频分解,最后根据分解分量的联合时频聚集性实现目标检测。实测X波段雷达海面回波的处理结果表明该文方法能够较精确地从海面回波中检测出微弱目标,并且能够显示目标的瞬时运动特性。      

一种合成孔径雷达对地面运动目标成像和精确定位的算法

该文针对正侧视合成孔径雷达工作体制下运动目标成像、定位问题进行研究。分析了运动目标成像与静止目标成像的异同。提出利用距离历程拟合,结合静物场景成像的部分已知信息(地面道路或者桥梁的方向),准确估计t=0时刻目标的坐标和两维速度,不仅为运动目标精确成像提供了信息,同时得到目标运动轨迹相对地面场景的准确位置。该文提出的方法对于目标在照射孔径内的位置没有特殊假设(以往研究的时频分析方法需要假设目标在t=0时刻位于载机的正侧方向)。最后定量分析了不同形式匹配滤波器对运动目标回波成像的效果以及采用静止目标匹配滤波器对运动目标回波进行成像处理而产生的移位和散焦影响.     

基于参数估计的海面运动舰船SAR成像方法

运动目标的多普勒参数对常规SAR成像具有一定的影响,该文根据目标的运动参数与多普勒参数的关系,组合并改进相关成像技术,提出了一套SAR运动舰船成像流程。该方法不仅能对单通道信号中的运动目标进行良好的聚焦成像,而且能将其成像在正确的位置。仿真实验和实测数据的成像结果验证了该方法的有效性和正确性。      

基于进动的旋转对称弹头雷达成像方法

ISAR成像是弹道中段目标识别的重要手段.与弹道中段弹头进动引起的相对雷达的姿态变化相比,轨道运动引起的相对雷达的姿态变化相当缓慢,导致所需成像积累时间过长,且弹头的进动为基于轨道运动的成像的运动补偿带来了很大的困难.从旋转对称体的目标特性出发,本文建立了进动旋转对称弹头的多普勒域回波模型,从数学上推导了多普勒域回波的时频分布特性,并研究了进动目标的成像平面,从而提出了利用进动引起的目标相对雷达视线姿态变化进行弹道中段弹头ISAR成像的方法.与基于轨道运动的ISAR成像方法相比,该方法具有成像积累所需时间短、不需要进行复杂运动补偿的特点.仿真结果表明,本文提出的成像方法能有效解决旋转对称弹道中段弹头的成像问题.     

星载SAR的空中运动目标检测和成像

根据星载SAR(Synthetic Aperture Radar)通常信号带宽较大的特点,本文提出了一种子带双频共轭处理方法,降低合成信号的等效中心频率,去除多普勒模糊,进而利用Keystone变换完成低信噪比高速运动目标的距离走动校正.运动目标的距离弯曲校正后,采用时频分析实现目标的低分辨率成像和检测.利用检测过程中获得的目标径向速度,进一步完成了各个运动目标的高分辨率成像处理.仿真结果表明了本文方法的有效性.     

基于自适应最优核时频分布理论的ISAR成像方法

由于运动的复杂性, 传统的成像方法已无法满足机动目标成像的要求。在分析机动目标复杂运动引起目标回波多普勒相位非线性变化的基础上, 提出了一种基于自适应最优核时频分布(AOK TFR)理论的ISAR成像方法。通过计算回波数据不同距离单元的AOK TFR, 得到不同时刻目标的瞬态ISAR像, 且不受交叉项的影响;通过估计距离单元的瞬时多普勒频率并依此对成像时间段进行选择。仿真数据结果验证了该方法的有效性。     

海面运动舰船目标的高分辨率SAR成像

基于高分辨率机载SAR,研究了合成孔径成像时间较长情况下海面运动舰船目标的SAR成像问题。根据船体上不同距离单元散射点多普勒历程可能不同的特点,采用粗校正和精校正相结合的方法在距离频率-方位时间域进行二阶和高阶相位补偿,完成运动舰船目标的距离徙动校正。提出了STFT和CDA处理相结合的时频分析成像方法,以获得较高的图像分辨率。实际数据的处理结果表明了该方法的有效性。     

线性调频步进信号雷达目标运动参数估计方法

针对目标运动对线性调频步进信号雷达成像的影响,提出一种基于时频分析的目标运动参数估计方法。对差频处理后的各簇回波信号进行快速傅里叶变换,利用变换后信号与子脉冲序列的线性调频关系,通过维格纳分布和Radon变换对目标不同时刻运动参数进行估计。结合二值数学形态学与图像边缘检测方法提高对多散射点目标运动参数估计的精度。在此基础上,针对目标可能出现的变速运动情况,利用最小二乘算法拟合整个成像时间内目标运动速度的变化,较好地实现对机动目标的运动参数估计。仿真实验验证了本文方法的有效性。