一种10 bit 1 MS/s SAR ADC的设计实现

基于0.13μm CMOS工艺,设计了一种采样率达到1 MS/s的10位逐次逼近模数转换器,其中逐次逼近数字控制逻辑采用全定制的方法,减小了数字单元的面积和功耗;比较器中的预放大器分别采用了二极管连接和开关管复位的方式将各级运放的输出短接,加快比较速度,最后一级锁存器采用改进的两级动态锁存器,进一步提升比较速度的同时降低了失调误差。实验结果表明,1.2 V电源电压下,所设计的ADC采样率达到1 MS/s,输入信号频率为12.5 kHz时,测得的输出信号信噪比为54.47 dB,SFDR为45.18 dB。     

基于分形维数的SAR图像变化检测

斑点噪声是合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)相干成像所固有的,且不可避免的.为了尽可能地抑制斑点噪声对SAR图像变化检测的影响,利用分形维数方法对SAR图像的变化检测进行了研究,并提出了一种基于SAR图像分形维数的变化检测算法,该算法对SAR图像斑点噪声不敏感.并对计算分形维的滑动窗大小的选择进行了研究.用实测SAR图像进行了验证实验,结果表明分形维数可以用于SAR图像变化检测,它是一种新的SAR图像变化检测的方法与途径;同时,滑动窗大小的选择对SAR图像检测结果有影响.     

SAR成像应用特征分析及硬件设计空间讨论

合成孔径雷达SAR是一种主动式的对地观测系统.近年来SAR逐渐朝着多平台化发展,陆续出现了在无人机、探测车等小型移动平台上.SAR成像是运行在SAR上的成像程序,由于新的特殊运行环境的出现、其对低能耗和高算力有了更严格的要求.如何针对特定的平台,提供高性能、低功耗的应用支持,便成为其核心要点.对SAR成像计算和访存等特征进行了分析,针对性地进行了程序优化并测试了该程序在x86平台上的性能,以获得可靠的性能参考.在此基础上,面向DSP+FFT加速器的硬件结构,构建了一个算力配比数学模型,为硬件设计提供解决方案.     

空间微波遥感研究与应用—丛书述评

《空间微波遥感研究与应用丛书》共10部学术专著已由科学出版社2019~2020年内出版。该丛书包括了我国科学工作者近年来在星载微波主动遥感的合成孔径雷达技术、被动遥感的气象和海洋卫星的地球遥感技术等领域的部分研究成果。合成孔径雷达领域包括了：星载高分辨率宽幅SAR、SAR图像信息解译应用软件、SAR图像智能解译、空天目标雷达认知成像,以及目标分解的极化SAR与应用;也包括了月球火星等行星微波遥感的研究。气象与海洋微波遥感领域包括了我国风云气象和海洋微波遥感的综合应用研究成果,还有一本高光谱遥感图像非线性解混方面的研究。本文对该丛书的内容与特点给予述评。     

基于多次散射目标模型的雷达成像研究

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）作为一种主动微波传感器,被广泛应用于遥感对地观测。然而,传统上的雷达散射模型是基于几何光学近似的,忽略了地物目标之间的相互作用,即多次散射效应。为了充分挖掘和利用毫米波雷达影像中目标电磁散射特性信息,亟需对典型目标的多次散射效应进行建模仿真和验证。基于矩量法（Method of Moments, MoM）分析了球体、二面角等目标表面等效电流分布与分段成像结果的对应关系,并利用后向投影（Back-Projection, BP）算法进行电磁仿真成像,总结了单/双基地雷达模式对成像中散射机制的影响。结果表明：目标表面等效电流分布以及分段等效合成孔径张角会随入射角度发生改变,其中分段等效合成孔径张角会影响方位向分辨率;双基地雷达成像结果中包含更丰富的电磁散射信息。本研究可为SAR系统设计和验证、典型目标回波特性数据收集以及如何基于高解析度SAR影像进行目标识别等研究提供借鉴与参考。     

雷达成像仿真研究综述

用于军事飞行模拟器训练的雷达成像,具有不受时间和空间的限制、可控、保密等特点,在模拟训练中起着重要的作用。本文概述机载火控雷达采用的RBM、DBS、AR这3种主要对地测绘方法,国内外战斗机雷达型号及其成像系统;总结国外雷达成像模拟软件及国内雷达仿真器研发的现状,对已有产品的优缺点、适用范围、所用技术做详细说明;介绍雷达成像模拟的主要方法及实现过程,将目前的雷达成像模拟方法划分为3大类：回波信号模拟、传递函数和雷达图像特征的融合;并预测雷达模拟仿真将向建立通用数据库、扩大成像范围、提高实时性和逼真度的方向发展。     

基于多特征融合与ResNet的海面溢油区识别研究

近年来,合成孔径雷达（SAR）在改善溢油检测方面得到了广泛应用。然而,由于其特殊的成像机理,乘性相干斑噪声和其他物理现象引起的暗斑一直影响着溢油检测的精度。单独使用一种特征很难对图像上的油膜和类油膜现象进行区分,针对这一问题提出了利用多特征融合结合深度残差网络（ResNet）的方式来区分全极化图像上的油膜和类油膜现象。实验中将C波段的三种极化特征：极化散射熵（Entropy）、平均散射角（Alpha）和单次散射特征值相对差异度（SERD）组合在一起,形成一个优化特征子集,在确定的三种极化特征对应的特征图上选取多个感兴趣区域作为ResNet网络的训练集和测试集。该实验所用训练集由3 600个原油样本、3 600个生物油样本和3 600个乳化油样本（共计10 800个）组合而成。测试集由600个原油样本、600个生物油样本和600个乳化油样本（共计1 800个）组合而成,最终得到97.56%的分类精度。用同样的实验数据采用同是深度学习的VGG和AlexNet分类算法进行油膜和类油膜的分类,并与ResNet算法分类结果进行对比分析。为了减弱过拟合现象以及获得更可靠的实验结果,分别进行了[K]-交叉验证和ROC曲线实验。结果表明所提出的算法是有效的。     

改进FCOS的二阶段SAR舰船检测算法

近年来无锚框的目标检测算法逐渐被应用于SAR舰船检测,其中FCOS算法摆脱了对锚框参数设置的依赖,对多尺度、多形态舰船检测的鲁棒性更好,但仍存在两个问题：第一、该算法直接进行逐像素点回归,因搜索空间过大、目标回归困难导致检测不够准确;第二、其中特征金字塔对低层特征利用仍有不足导致小目标大量漏检。针对上述问题基于FCOS进行改进,通过增加特征增强网络构建了二阶段无锚框检测算法。该网络作为第一阶段对检测过程进行精细化引导,同时增强了舰船特征表达能力。通过引入更多特征并增加跳跃连接改进特征金字塔,提高了低层特征利用率。在数据集SSDD和SAR-Ship-Dataset上的实验结果表明,平均准确率（mAP）相比FCOS分别提高9.5和3.4个百分点,相比其他主流舰船检测算法分别提高3.6和1.0个百分点,充分验证了所提算法的有效性。     

多源遥感水库蓄水量估算系统

水库蓄水量研究对于合理保护和利用水资源具有重要的指导意义.针对水库蓄水量估算研究现状和不足,使用星载雷达高度计(RA)提取水库的遥测水位,利用星载多光谱成像仪(MSI)和星载合成孔径雷达(SAR)提取水库的水域面积,基于数据同化技术建立了多源遥感水库蓄水量估算模型,并开发了一款多源遥感水库蓄水量估算系统.该系统可以无接触地获取遥测水位和水域面积并估算蓄水量,具有稳定性、通用性等特点,有望应用于防汛抗旱、水库调度等领域,为管理部门科学化、高效化管理水库提供技术支撑.     

2-D Doppler shift-frequency intermittent sampling jamming against SAR

To generate the false targets in the desired area accurately, a novel two dimensional(2-D) intermittent sampling jamming algorithm against synthetic aperture radar(SAR) is presented. The intercepted radar signals are processed via 2-D intermittent sampling and Doppler shift-frequency and retransmitted to radar. Hence, the false target-lattice emerges in the specified area. The generation mechanism, position and distribution characteristics of false target-lattice are discussed. Meanwhile, the reason for the asymmetric amplitude of the target false-lattice and the modulation factor of energy compensation are presented. The correctness of theoretical analysis and validity of the proposed algorithm are verified through simulation experiments. Compared with conventional methods, the critical requirement of the jammer position can be reduced by the proposed method.