基于混和时频分析方法的ISAR成像研究

采用了一种混合时频算法来克服传统时频算法ISAR成像时交叉项干扰问题,提高成像分辨率;提出了"数据分割-时频分析与采样-数据拼接"成像加速方法提高ISAR成像处理效率.应用强散射回波点目标某飞机模型做仿真实验.对比传统ISAR时频分析方法和本文方法成像表明:本方法成像质量高,关键细节清晰可见,基本消除了无交叉项干扰,时频分辨率高:成像加速算法较传统成像算法缩短了一半以上的成像处理时间,成像实时性得到了显著提升。     

一种空间目标ISAR成像显控终端的设计与实现

显控终端是雷达系统的重要组成部分,为雷达操作用户提供雷达系统控制操作与目标信息的显示。本文介绍了一种基于 VS2010编译环境的空间目标 ISAR 成像显控终端。该显控终端使用专用硬件实现雷达目标回波信号的实时采集与接收,采用 CPU 与 GPU 异构并行处理机制完成回波数据的实时 ISAR 成像处理及结果显示。最终在通用 PC 上实现了包括系统参数设置、高速回波数据的实时接收与存储、实时 ISAR 成像处理及空间目标一维距离像、二维 ISAR 像的输出与显示。     

微波三维成像离散点目标回波数据模拟

成像雷达一般可分为合成孔径雷达(SAR)和逆合成孔径雷达(ISAR).研究目标的RCS特性当前普遍应用ISAR成像技术,而这些目标的成像能力都依赖于目标的回波信号.在ISAR三维成像理论的基础上,模拟离散点目标的回波信号,为三维成像软件提供三维空间的模拟数据,用来验证成像软件的正确性.基于已有的一维和二维成像软件对模拟数据进行了分析.从三维数据中提取出一维和二维数据,成像结果证明了模拟数据在一维和二维的有效性,从而保证了模拟数据三维成像可靠性.     

频率分集阵列的ISAR成像技术

频率分集阵列(frequency diversity array, FDA)在雷达探测与成像中具有很大优势。然而，当FDA应用于逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar, ISAR)时，FDA的自动扫描特性成为了需要解决的关键问题之一。针对该问题，将FDA持续性聚集跟踪波束技术应用到ISAR成像中，实现了高能量积累的FDA-ISAR成像。首先通过该技术向位于不同时刻不同角度的目标重复发射脉冲信号，然后对跟踪波束的回波进行相位补偿，最后采用快速傅里叶变换算法完成二维成像。仿真结果表明，使用持续性聚焦跟踪波束可获得能量叠加的增益效果，并且结合此技术的FDA-ISAR成像系统可实现对运动目标的二维成像。     

基于图像对比度的舰船目标成像算法

针对舰船目标ISAR成像时舰船随机摆动对于成像质量的影响,提出了一种同时基于多普勒中心估计和图像对比度准则的最优成像时间段选择方法。该方法根据海舰船回波的实际数据,估计各个回波的多普勒中心频率,并根据多普勒中心曲线选取舰船目标的线性成像段。然后,通过采用图像对比度准则,对该线性段进行处理。相比已有的方法,本文的成像效果更好。该方法易于实现且运算量较低,适用于实时应用。仿真数据的处理结果验证了本文所提方法的有效性。     

基于CSI-ISAR的非合作目标成像技术

合成孔径雷达（SAR）针对静止目标成像,依靠雷达平台的运动形成较长的合成孔径,达到方位高分辨。而在地面静止场景中,必然会存在运动目标,其运动参数的未知使得目标在SAR图像上难以聚焦成像。另一方面,逆合成孔径雷达（ISAR）技术在雷达平台静止条件下,依靠目标运动形成长合成孔径后聚焦成像。本文将结合多通道合成孔径雷达-地面动目标指标（SAR-GMTI）技术,提出了基于杂波抑制干涉（CSI）和ISAR相结合的非合作动目标聚焦成像。成像过程中,利用多通道图像信息,动目标在CSI处理后被检测到,针对动目标的能量范围进行ISAR处理,实现该区域内动目标的聚焦成像。最后仿真结果验证了该方法的有效性。     

MUSIC法用于频率步进毫米波雷达目标回波信号分析

本文讨论ＭＵＳＩＣ算法用于频率步进毫米波雷达波高分辨率距离像的成像方法,分析了ＭＵＳＩＣ算法具分辨率高,劳瓣效应氏,抗噪能力强,能给出目标尖峰估计,从而改善距离像质量的原因。利用简化的目标散点模型进行了计算机仿真,表明采用ＭＵＳＩＣ算法可获得更好的目标距离像,有利于提高雷达目标的识别率。     

W波段ISAR包络对齐方法研究

在ISAR成像处理中,目标整体在距离方向的位移会使散射点的回波无法落在相同的距离单元内,造成成像结果的散焦,因此采用包络对齐的方法对该位移进行补偿。然而在W波段的ISAR包络对齐处理过程中,较高的分辨率会使回波包络在成像时间内发生变化,导致传统方法产生对齐误差。针对该问题,提出了一种使用Keystone变换进行包络规整的方法来提高包络对齐的准确度。在Keystone变换之前,使用了目标重心跟踪及补偿的方法来实现回波信号的相干化。实验结果表明,通过包络规整处理,成像结果的极值点强度,图像熵以及图像对比度都得到了较大的提升。     

基于信息熵的ISAR干扰效果评估方法

将信息熵引入ISAR干扰效果评估,建立了以熵值为评估指标的评估模型,分析引起熵变的三个因素(分布样式、信噪比和带宽)与干扰效果之间的关系,最后在不同干扰条件下对点目标作仿真成像,并对其点散布函数进行对比分析,得到最终结论;证明了熵值这一指标具有一定的稳定性和通用性,在ISAR干扰的信号级评估下是可用的。     

基于S-Method分布的微多普勒特征分析

微多普勒特征是雷达目标所具有的独特特征之一,对目标的分类、识别具有特殊的意义.研究高精度时频分析方法在分析目标微动特性中的作用,可以为后续目标识别提供很好的支撑.S-Method分布作为一种新型的时频分析方法,它基于短时傅里叶变换来实现,减少了分析过程中的运算量,同时能较好地解决交叉项问题.首先对弹道导弹弹头的微动模型进行建模,推导得到微动模型的理论微多普勒频率,然后采用S-Method分布对回波信号进行时频分析仿真实验,获得弹头目标章动的高精度的时间-微多普勒频率图.通过比较其在分析过程中的时频分辨率、交叉项,具体阐述S-Method分布在时频分析中的优势.因此可以将S-Method分布应用于雷达目标微多普勒分析中,分析实时变化的微多普勒频率特征.     

A novel strategy for inverse synthetic aperture radar imaging based on improved compressive sensing

In actual applications of inverse synthetic aperture radar (ISAR), continuous measurements may be impossible or the collection of data during some periods are not valid in a long coherent processing interval (CPI). Hence, it is significant to study the ISAR imaging strategy with a short CPI. Compressive sensing is a recently proposed technique that allows recovering an unknown sparse signal with overwhelming probability from very limited samples. However, the standard compressive sensing framework has been developed for real‐valued signals. One disadvantage of this method is that any prior phase information is not exploited, which may improve the reconstruction quality by applying some extra constraints. In this paper, a new strategy for ISAR imaging based on improved compressive sensing is proposed, which transforms the ISAR imaging problem into a joint optimization problem over the representation of the magnitude and phase of the complex‐valued scatter coefficient. Because of using phase information in the algorithm, the image quality is improved. Experimental results confirm the effectiveness of the proposed method. © 2015 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

改进的SAR图像干扰抑制算法

合成孔径雷达(SAR)图像中出现干扰条纹是由电视、广播和各类通信系统辐射源的频率在系统带宽内,造成接受的信号中混有干扰信号。由于这些干扰通常具有高于系统背景噪声的功率电平,会对SAR造成不同的影响。在某些系统中SAR信号在距离频域沿着距离向相邻的点会具有一定的相关性。如果某些频谱值被干扰信号污染,则可以利用它周围的点估计出该频段的信息。基于这一想法,提出一种干扰抑制算法,能有效的估计出被干扰影响的频谱信息。当频谱中干扰信号所污染的频段的个数较多时,相比传统方法,这种方法能更为有效地估计出原始信号。     

基于分布式MIMO雷达的检测前跟踪算法研究

近些年来MIMO雷达技术正在逐步兴起并得到了快速发展.因其能够充分利用空间分集和波形分集,所以对弱小目标和雷达截面积闪烁目标都有很好的检测性能.为达到提升对弱小目标的检测概率,运用动态规划将检测前跟踪思想引入MIMO雷达系统,提出了基于MIMO雷达的检测前跟踪方法.MIMO雷达的空间分集特性能够降低检测前跟踪回波积累的时间,从而提高雷达系统对机动目标的检测概率.仿真实验结果表明,基于MIMO雷达的检测前跟踪方法检测性能良好,有效提升了检测概率,是一种有效检测机动弱目标的方法.     

基于欠采样的载频与二维到达角联合估计方法

针对阵列参数估计中传统奈奎斯特采样定理给采样和存储设备带来的巨大压力,提出了一种基于随机解调(RD)阵列结构的信号载频与二维到达角(2D-DOA)联合估计方法。利用不同天线阵列之间的互相关矩阵构造协方差矩阵,基于旋转不变子空间(ESPRIT)方法求解载频和2D-DOA参数,同时克服了载频和2D-DOA之间的配对问题。仿真实验结果证明了该方法能较好地从较少的欠奈奎斯特样本中估计目标信号的载波频率和2D-DOA,并恢复原信号的时域波形。     

基于DSP的LFMCW雷达信号处理技术研究

调频连续波(FMCW)雷达在目标测量系统中有着广泛的应用,而雷达信号的处理是决定测量精确度的关键。本研究设计了一款基于DSP的线性调频连续波(LFMCW)雷达信号处理系统,采用经过三角波调制的 LFMCW雷达信号作为发射信号,来实现目标距离及速度的测量。介绍了 LFMCW雷达的基本结构,分析了实现目标测量的原理,解决了在信号处理过程中,仅采用快速傅里叶变换(FFT)算法而存在的频率分辨率与计算时间的矛盾,提高系统的测量效率。重点研究了雷达信号处理系统的处理算法———FFT 和线性调频 Z 变换(CZT)的联合算法(FFT/CZT 联合算法),同时对 FFT/CZT联合算法也进行了 MATLAB仿真分析。分析结果表明,FFT/CZT联合算法可以显著地提高雷达信号处理的效率和精度。     

稀疏傅里叶变换在雷达中的应用研究

针对传统傅里叶变换计算量与所分析信号长度成正比,当采样率较大时,需要较大的运算时间问题,提出采用稀疏傅里叶变换(SFT)进行雷达信号处理,由于实际雷达目标多普勒频率个数有限,满足SFT方法使用条件,对SFT中的滤波器参数以及分段长度选择进行了分析与讨论,并给出了SFT处理雷达信号时的数学表达式;最后,利用仿真数据验证了该方法的性能,结果显示SFT在计算速度方面优于传统方法,可以提高目标信号参数的估计速度.