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SRMF和序列CLEAN的空间碎片ISAR成像算法

针对太空碎片围绕其主轴进行高速自旋运动的特点,利用单距离匹配滤波（Single Range Matching Filtering,SRMF） 方法可以实现小尺寸太空碎片的逆合成孔径雷达成像。通过相干CLEAN技术的引入,SRMF-CLEAN算法可有效地解决傅里叶变换带来的高旁瓣问题。然而在低信噪比情况下,利用SRMF-CLEAN成像方法提取的散射点位置误差偏大,甚至某些弱散射点无法被提取;当散射点距离较近时,该算法提取的散射点中存在虚假散射点的情况。针对此,提出了一种改进的SRMF-CLEAN成像方法,该方法利用序列CLEAN技术可以有效地解决高旁瓣、虚假散射点问题。仿真实验结果验证了新方法的有效性。     

基于多通道合成的优于0.1m分辨率的机载SAR系统

针对合成孔径雷达(SAR)高分辨率成像的应用需求,该文给出一种基于单通道发射、多通道并行接收的新的高分辨率SAR系统实现方案。SAR系统共有8个接收通道,信号带宽达到3.2 GHz,具有高分辨率成像、InSAR干涉成像以及全极化成像功能。文中提出一种新的采用空间辐射测量和频偏误差修正测量的分段测量与综合补偿的通道传递误差测量补偿方法,有效解决了高分辨率SAR宽频带收发系统中关键的多通道接收幅度相位误差校正问题,并在国内首次获得了优于0.1 m分辨率的SAR图像。文中详细介绍了系统的组成方案以及主要技术性能指标,重点探讨和分析了多通道系统的频带合成、系统幅度相位误差测量补偿、运动误差补偿和成像处理等实现技术,给出了测量、补偿和成像的试验结果。通过实际飞行试验,验证了高分辨率SAR系统的技术及方案的有效性和可行性。     

一种宽带多通道合成孔径雷达系统幅相特性测量与校正方法

多通道技术可以用来提高系统的频带宽度,是实现分辨率优于0.1 m的超高分辨率机载合成孔径雷达(SAR)系统的一种有效的技术途径。该文针对实际雷达系统中采用的单通道宽带信号发射、8通道下变频接收来完成宽带信号收发的方案,提出一种对该收发系统的幅相误差进行测量和校正的方法,该方法采用空间闭环辐射提取宽带收发通道的幅相误差,采取具有频偏误差修正的矢量网络分析技术完成多通道接收单元中各子通道幅相误差的提取,将两者结合用于补偿整个系统误差对信号合成和成像处理所带来的影响。实际测试数据和外场飞行试验结果验证了该系统测量和校正方法的有效性和可行性。     

改进的基于最大似然估计的多通道InSAR高程重建方法

在通过InSAR技术获取地表数字高程模型(DEM)的应用中,为了提高该技术对大斜坡或突变等复杂地形的测绘能力,解决单基线情况下的高度模糊问题,可以利用多通道(多频率或多基线)InSAR技术实现。该文比较了最大似然估计法(ML)和最大后验概率估计法(MAP)的性能,并在最大似然估计法的基础上增加了坏点判断和加权均值滤波的环节,通过聚类分析和与相邻点的关系来判断目标像素是否为误差比较大的坏点,然后再利用加权均值滤波的方法将这些坏点剔除。这样,既保留了ML估计法速度快的特点,又提高了DEM的精度。仿真结果表明,在相同条件下,该方法既能保持较好的精度,同时又大大提高了算法的运行效率,非常有利于大规模数据的处理。     

基于ROEWA与Hough变换的SAR图像边缘检测

指数加权平均比率(ROEWA)算子是SAR图像常用多边缘检测算子之一,但该算子只能检测图像的边缘强度,无法得到边缘的方向。为此利用Hough变换优秀的抗噪性能和方向选择性,提出了一种基于Hough变换的SAR图像边缘方向计算方法。首先使用ROEWA算子对SAR图像进行边缘检测,然后在传统非极值抑制定位方法的基础上,进一步细化边缘,最后利用Hough变换对细化后图像计算边缘方向。SAR图像对比实验结果表明,该方法能够更准确地计算边缘位置与边缘方向,为SAR图像线性目标检测提供了一条有效途径。     

TOPSAR模式特性分析及成像仿真

从波束控制策略、天线方向图加权、目标回波积累时间方面对滑动扫描合成孔径雷达(TOPSAR)进行分析,给出TOPSAR方位分辨率和模糊度的计算公式。总结了部分关键系统参数设计特点,对TOPSAR信号特点进行了分析,并对点目标进行了成像仿真。     

SAR实时成像高效矩阵转置研究和实现

矩阵转置是SAR成像处理中的重要运算,SAR成像的实时巨量数据处理对基于片外存储的矩阵转置算法效率提出了很高的要求,而目前的实时转置算法实现的效率都偏低.文中通过分析片外存储特性,研究和提出适用于SAR实时成像的矩阵转置算法,占有片内资源少,读写平衡且效率高,配置灵活可组合成较复杂的矩阵转置形式,目前已成功应用于多种模式的SAR成像处理.     

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。     

基于运动目标聚焦像的单通道SAR运动目标定位方法

本文针对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)"方位位置不确定"问题,提出了一种基于运动目标聚焦像的单通道SAR运动目标定位新方法.该方法根据运动目标与方位向天线波束关系,利用运动目标多普勒频谱的相对端点估计运动参数,实现准确定位.方法简单,计算量小,信杂比要求低,适用范围广.仿真与实测数据验证了该方法的有效性.