基于图像旋转相关的空间目标ISAR等效旋转中心估计算法

为了消除逆合成孔径雷达(ISAR)越分辨单元徙动(MTRC)引起的图像散焦,需要估计目标的等效旋转中心。该文以空间目标为研究对象,提出了一种基于图像旋转相关的ISAR旋转中心估计算法。首先,分析了ISAR的瞬时成像机理;其次,将采用相同运动补偿后的回波数据分段成像,得到不同视角的2幅图像;然后,基于定标后的图像像素旋转和图像相关,估计等效旋转中心。当假定的等效旋转中心与真实的旋转中心一致时,2幅图像相关性最大,据此得到旋转中心位置。仿真实验表明,该算法能够有效利用图像整体信息,估计出高精度的目标等效旋转中心,利于提高成像质量。     

基于酉ESPRIT的多频带融合ISAR成像

多频带融合成像可有效提高ISAR成像的距离分辨率。传统的ESPRIT谱估计融合算法只利用了复数观测数据本身,而没有利用其共轭数据。该文提出对合成复观测数据及其共轭的酉ESPRIT法进行调整以实现基于酉ESPRIT法的多频带融合ISAR成像。酉ESPRIT法充分利用复数观测数据信息,更有利于多频带融合的频谱估计和ISAR成像。针对多频带融合中目标散射点越分辨单元徙动校正的问题,调整了传统校正处理的步骤,分别在多频带融合前进行越距离单元徙动校正和融合后进行越多普勒单元徙动校正,避免了回波中的快时间频率-慢时间耦合项以及时域相位补偿对频域融合处理的影响,从而得到效果更好的多频带融合ISAR图像。仿真和实测数据结果表明所提方法不但能得到高质量的融合ISAR图像,也具有更优的抗噪性能和更高的运算效率。     

基于等效平行轨迹距离模型的双基CS成像算法

本文基于双基SAR等效平行轨迹距离模型及由该模型得到的二维波数域表达式,通过对此表达式的分析变换,将二维波数域表达式的相位表示为发收距离和与波数函数相乘的形式,基于此,结合单基SAR的CS成像算法思想,推导提出了基于平行轨迹距离模型的双基CS成像算法.本算法在距离多普勒域进行变标操作,将各距离单元的包络徙动校正得和参考距离单元一致,然后在二维波数域通过简单的相位相乘完成徙动校正,很好地解决了双基SAR的包络徙动及其空变问题,且避免了插值运算,与波数域算法相比,效率更高.最后采用该算法对仿真的点目标双基回波进行成像处理,结果与等效单基CS算法相比较,证明了本文算法的有效性和优越性.     

采用二阶Keystone变换的机动目标ISAR成像算法

针对具有复杂运动的机动目标在相干成像时间内产生的一阶距离徙动和二阶距离徙动的问题,本文提出了基于二阶keystone变换的二维ISAR成像算法。文章首先结合去调频接收机技术,建立并分析了机动目标的回波信号模型,并对回波信号使用二阶keystone变换以去除二阶距离徙动。然后,采用分数阶傅里叶变换（FrFT）估计二阶keystone变换后新生成的二次相位项的调频斜率,并依此补偿该二次相位项。对补偿后的回波信号再次使用二阶keystone变换去除一阶距离徙动。最后,对回波信号使用2D FFT获取机动目标的高分辨2D ISAR图像。数值仿真和实测数据成像结果验证了本算法的有效性。      

一种ISAR目标转动补偿及图像尺寸标定方法

通过对逆合成孔径雷达(ISAR)匀速平面旋转体散射中心的距离和多普勒走动分析,提出一种ISAR目标转动速度及旋转中心估计算法,并实现目标聚焦成像.该方法通过Keystone变换补偿一阶距离走动,采用匹配处理补偿一阶多普勒走动,从而实现对非合作目标的转动补偿和聚焦成像.进而,通过图像质量评价获得目标转速和等效旋转中心联合估计.结合对目标的转动估计,提出了较完整的高分辨ISAR聚焦成像及图像尺度标定的处理流程,并分析了其应用条件.最后,通过实测飞机目标数据验证了该方法的有效性.     

基于距离单元筛选快速最小熵的含旋转部件目标相位补偿方法

该文针对逆合成孔径雷达成像中某些含旋转部件雷达目标,其回波多普勒中心受到旋转部件微多普勒的扰动,使得对回波初相的估计和补偿精度下降,从而导致目标主体成像质量变差的问题,提出一种自适应的距离单元筛选快速最小熵相位补偿方法.该方法利用筛选得到的仅包含目标主体散射点的距离单元数据完成相位校正,既提高了相位补偿的精度,又能加快搜索效率.最后通过实测数据说明该方法的有效性.     

一种天基预警雷达目标运动参数估计方法

天基预警雷达系统中,由于卫星平台和目标间存在高速径向运动,回波信号会产生距离徙动和多普勒走动,导致FFT相参积累增益降低,不利于微弱目标检测。为了提高检测性能,需要准确估计出目标的运动参数,并对回波信号进行运动补偿。首先建立了目标回波模型,分析了回波距离徙动和多普勒走动特性;其次利用Keystone变换校正回波距离徙动,并通过对多普勒模糊数的广义最大似然估计和MTD处理估计出目标的径向速度;然后对校正后的回波信号在方位向作延迟自相关处理,再利用FFT和Jacobson校正算法估计出目标的径向加速度;最后通过仿真实验验证了本文算法的有效性。     

一种基于图像域相位误差估计的圆迹SAR聚焦算法

残余运动误差是影响高分辨率圆迹SAR图像获取的首要原因。该文针对回波数据域信杂比较低、相位误差跨距离分辨单元的问题, 提出了一种基于图像域估计相位误差的圆迹SAR聚焦算法。该方法首先对强点目标图像进行加窗截取, 然后从图像中重建回波估计方位向的相位误差, 计算距离向徙动误差, 最后通过对回波数据补偿相位误差完成跨距离分辨单元的徙动矫正和方位向聚焦, 获取高质量的圆迹SAR图像。仿真和实际数据处理结果验证了该方法的正确性和有效性。      

空间目标卡尔曼滤波稀疏成像方法

鉴于卡尔曼滤波器(KF)具有优良的信号估计性能,将KF与贪婪算法相结合,该文给出稀疏约束下的基于KF的空间目标逆合成孔径雷达(ISAR)成像方法。考虑到有些空间目标尺寸较大或包含大尺寸部件,或成像积累时间较长,会引入越分辨单元走动(MTRC)和方位向2次相位调制,首先对回波进行MTRC校正,然后构建包含2次相位的观测矩阵,通过使图像锐度最大化,估计目标转动角速度,获得聚焦目标图像,并将估计转速用于方位向图像定标。卫星仿真ISAR数据处理验证了上述成像处理方法的有效性。成像效果优于传统距离多普勒(RD)和正交匹配追踪(OMP)方法。     

基于压缩感知的稀疏采样数据大转角ISAR 成像研究

针对方位向稀疏采样条件下,大带宽大转角逆合成孔径雷达(ISAR)高分辨成像时,一维距离像中目标散射点的距离徙动问题,提出了基于贝叶斯压缩感知的稀疏ISAR 成像方法。对于方位向稀疏采样数据,该方法在包络对齐和相位补偿后,通过傅里叶变换将数据变换到距离频率域,对每一距离单元数据,根据方位向稀疏采样的位置构造相应的Keystone基矩阵,利用贝叶斯压缩感知算法重建目标在各距离频域单元的多普勒域系数,最后,通过距离向逆傅里叶变换和方位向自聚焦完成ISAR 成像。计算机仿真验证了该方法的有效性。     

双站步进频率雷达运动目标ISAR成像

建立了双站ISAR运动目标的几何模型,给出了双站步进频率雷达运动目标的回波信号模型,讨论了目标运动对步进频率双站ISAR成像的影响;为补偿目标因等效径向速度引起合成距离像峰值的时移和能量发散,提出了用距离微分法估计目标的等效径向速度作粗补偿,然后用积累相关法作精补偿的成像方法;仿真结果验证了该方法的有效性。     

合作空间目标双基地ISAR图像畸变分析及校正方法

为了解决双基地逆合成孔径雷达（ISAR）二维图像的畸变问题,以平稳运动的合作空间目标 为研究对象 ,从双基地ISAR回波模型出发,研究了图像的畸变机理并提出了基于畸变角估计的图像畸变 校正方法。基于合作空间目标的精轨信息,算法首先估计出成像期间的双基地角,其次利用 图像畸变角与双基地角的关系对畸变角进行估计,然后利用畸变角计算横向畸变单元数,最 后对二维图像进行反向畸变补偿,完成畸变校正。仿真实验验证了算法的有效性。     

稀疏正则化在双基地ISAR距离成像中的应用

双基地逆合成孔径(ISAR)成像中,一维距离像的分辨率因双基地角的存在而下降,为解决此问题,研究了双基地ISAR的一维距离成像算法。在分析复基带回波稀疏特性的基础上,将一维距离像的生成问题转化为噪声环境下信号的稀疏分解问题。利用可任意调节的时延单元构建冗余基,基于L曲线准则估计正则参数,最后利用推广的正则化FOCUSS算法估计复基带回波的稀疏分解系数,并据此生成目标的一维距离像。一维距离像分辨率取决于构建稀疏分解冗余基的延时单元,据此解决了双基地角对距离分辨率的限制问题,仿真实验验证了算法的有效性。     

米波双基地雷达长时间相参积累算法

四代机目标具有隐身、高速、高机动等特点,传统雷达对其检测失效。针对这一问题,本文结合米波雷达和双基地雷达的优势,研究了米波双基地雷达的四代机目标检测特性。首先给出了米波双基地雷达目标回波信号模型,并对距离徙动和多普勒徙动特性进行了分析;在此基础上,提出了基于Keystone变换的米波双基地雷达长时间相参积累算法。该算法在距离频域-方位时域利用Keystone变换补偿距离徙动,并利用FFT实现长时间相参积累。最后,Monte Carlo仿真实验验证了所提算法的有效性。本文所提算法为四代机目标检测提供了新的技术途径。      

基于稀疏分解的双基地ISAR—维距离成像方法

双基地ISAR成像中,一维距离像分辨率不仅受发射信号带宽限制,同时还受制于成像双基地角,最终导致双基地ISAR距离像分辨率远低于同等带宽的单基地ISAR。为了解决双基地角造成的一维距离像分辨率下降问题,在研究双基地ISAR目标基带回波稀疏性的基础上,提出了利用目标基带回波信号稀疏分解系数生成一维距离像的方法。构建稀疏分解冗余基的等效延迟时间单元越短,则距离像分辨率越高,基于此思路,首先构造出与半双基地角余弦成正比,且与发射信号带宽成反比的延迟时间单元,然后利用此延迟时间单元构建冗余基,最后基于推广的正则化FOCUSS算法估计基带信号的稀疏表示,得到分辨率不受双基地角影响的目标一维距离像。空间目标理想散射点的仿真实验验证了算法的有效性。     

T/R-R双基地雷达进动目标参数估计与ISAR成像

以锥体目标为研究对象,建立了双基地雷达进动目标宽带回波模型,提出了基于两个接收站观测的1维距离像序列和扩展Hough变换的进动参数联合估计方法;建立了进动目标双基地ISAR成像模型,推导了双基地IS-AR成像最佳时间,并通过前述参数估计结果选择对应的1维距离像,采用FFT实现横向压缩获得了进动目标双基地ISAR像;采用FEKO软件计算了一个锥体模型的单/双基地散射系数并进行动态仿真,仿真结果验证了本文方法的有效性.     

双基地ISAR成像分析

在建立远场条件下双基地ISAR转台模型的基础上,阐述了双基地ISAR的成像原理。针对双基地ISAR系统中相对转角计算复杂的问题,给出了一种利用合多普勒带宽计算双基地ISAR方位分辨率的方法。详细分析了双基地ISAR系统的收、发分置结构对目标成像的影响,针对双基地ISAR系统中机动目标多普勒频率信息的时变特性,将基于时频分析技术的距离-瞬时多普勒成像算法引入双基地ISAR目标像的重建过程中。最后,仿真实验验证了算法的有效性。