基于激光成像雷达的空间非合作目标相对导航技术

激光成像雷达具有工作距离长、工作频率高、波束窄,距离和角度测量精度高,受光照条件影响小等诸多优势,在空间应用上的需求越来越迫切。主要介绍了国内外激光成像雷达在轨应用现状,并介绍了基于激光成像雷达的空间非合作目标相对导航的主要关键技术,包括应用激光成像雷达的相对位姿测量技术和相对导航滤波技术,最后给出了应用激光成像雷达的相对位姿测量仿真结果。仿真实验结果表明:基于激光成像雷达的非合作目标相对导航技术具有受空间环境影响小、测量精度高的优势,方案合理可行,满足空间非合作目标相对导航任务需求,可应用于近距离空间目标的在轨维护与服务和空间操控,为我国后续开展相关工程应用提供技术参考。     

基于TMS3206701 DSP的图像匹配处理机的硬件设计

图像匹配处理机是目标识别系统的重要组成部分。本文提出了以TMS320C6701 DSP为核心处理器来研制高速实时图像匹配处理机的硬件方案,给出了硬件实现总体框图,并作了具体介绍。     

基于TMS320C6415的图像匹配处理机的设计和实现

图像匹配处理机是目标识别系统的重要组成部分。提出了采用以TMS320C6415 DSP为核心处理器实现图像匹配处理机的方案。该方案使用SDRAM存储实时图像数据、预装和预置数据、中间数据和程序代码,采用FLASH ROM固化程序及预装、预置数据,并采用双端口RAM实现与上级控制装置的通信。采用DSP的图像匹配处理机,由于用软件实现匹配算法,因而系统更加灵活。TMS320C6415是目前世界上最先进的DSP之一,具有5760 MIPS的处理能力。实验表明,本系统采用FFT相关算法,可在0.02 s内完成两幅512×512图像的配准;若采用积相关算法,可在0.1 s内完成72×72图像与320×320图像的配准。该系统结构紧凑、可靠性高、实时性强,为图像匹配系统提供了新的高速处理平台。     

基于CPCI总线的多片ADSP—TS201引导设计

分析了ADI公司TigerSHARC系列数字信号处理器ADSP—TS201的引导方式,设计实现了基于该DSP处理器的某雷达信号处理机的自动引导方案。与其他加载方式相比,该引导方案采用CPCI总线向板卡传输引导代码,进而通过链路口引导DSP自启动,具有程序加载方便,调试修改灵活的特点。     

一种基于DSP的方便有效的数据采集方法

以核心器件为ADSP—TSl01的雷达信号处理机为例，讨论了在调试过程中使用的一种灵活方便、实用性很强的数据采集方法，该方法在不影响雷达信号处理机正常工作的情况下进行方便的数据采集工作，并且已在雷达的信号．处理机调试中得到应用，取得了良好的效果。     

基于地形轮廓面正交分解的三维地形匹配算法

地形辅助导航(TAN)是提高低空(超低空)无人飞行器(UAV)导航精度的一种有效手段.传统的三维地形匹配算法的可靠性差,无法满足工程需求.激光成像雷达能够获得高精度三维数字地形图,有效提高地形匹配辅助导航系统的适应性.文中根据地形轮廓面的正交分解模型,提出了一种适用于激光成像雷达的新型三维地形匹配算法.该算法通过正交分解构造地形特征矢量,通过矢量匹配和在线置信度分析提高地形匹配的可靠性,并进一步结合激光成像雷达和自然地形的特点设计了相应的优化搜索策略.该算法匹配结果置信度高、稳定性好,具有良好的工程应用前景.     

步进频率连续波探地雷达数字信号处理机

设计实现了一种超宽带步进频率连续波探地雷达数字信号处理机。处理机以TS201芯片为处理核心,采用了分布式存储和独立总线结构,利用link口实现处理器间和板间高速数据交换。基于处理板结构设计实现了信号处理算法流程。该步进频率探地雷达信号处理从流程上划分为数据整合与回波预处理、合成孔径成像、图像增强与杂波抑制和跟踪检测四个模块,可实时输出雷达图像和检测结果。该处理机成功地应用于某探地雷达系统,运行稳定。     

CO2激光成像雷达扫描技术的发展

如何解决ＣＯ２激光成像雷达的激光扫描技术,已经成为各国研究ＣＯ２激光成像雷达用于巡航导的导航和制导的关键技术。本文对六种激光扫描技术的特点及应用进行了简述,并对适用于ＣＯ２激光成像雷达的扫描技术的发展进行了分析。     

基于PowerPC的雷达通用处理机设计

介绍了一种高性能雷达通用处理机,以4片PowerPC高性能通用处理器为核心,采用VPX总线标准,符合通用化、标准化、系列化的要求。处理机采用PowerPC通用处理器和RapidIO高速串行接口,具有较强的处理能力和数据交换能力,较好的通用性、可重构性和扩展性;采用VxWorks实时操作系统和VSIPL数学函数库,提高软件开发效率。最后通过合成孔径雷达(SAR)实时成像处理和性能评估,验证了通用处理器替代DSP作雷达通用处理的可行性。     

条纹管激光成像雷达数据处理系统分析与设计

条纹管激光成像雷达(STIL)的大视场、高帧频、高空间分辨率和时间分辨率等特点要求其数据处理系统具有相应的高性能。通过简要分析条纹管激光成像雷达数据处理的内容及性能要求,对条纹管激光成像雷达数据处理系统进行了分析和设计。简要介绍了条纹管激光成像雷达的典型系统结构,通过详细分析条纹管激光成像雷达数据处理内容,将所需处理的数据分为延时触发信号和条纹图像两类分别进行研究。根据系统指标要求,对比不同时序控制方案的优缺点,设计了基于Altera可编程控制(CPLD)的高精度可调谐数字延时控制子系统,以保证系统各部件严格按既定时序运作,实时捕获目标条纹图像并进行处理;通过对比不同的图像处理系统实现方案,分析系统硬件成本、建立周期和开发难度等因素,设计了以智能相机为核心的条纹图像处理系统。在此基础上,初步建立起条纹管激光成像雷达数据处理硬件平台。     

一种成像雷达的通信一体化信号设计与分析

雷达与通信系统一体化可以最大限度地利用雷达设备, 使雷达的优良性能为通信服务.根据信号共享的原则, 在保持成像雷达和通信各自功能实现的前提下, 设计了一种基于随机频率步进调制的成像雷达通信一体化信号.该信号的设计方法是对发送的通信数据进行随机编码处理, 然后将其调制到雷达载波的频点上发送出去, 实现通信功能; 而引入压缩感知理论后, 采用这种信号仍能获得高分辨率的雷达图像, 在一定功能上实现了成像雷达和通信的一体化.     

基于数字信号处理器的激光成像雷达目标识别算法实现

激光成像雷达的空间分辨率较高,能成四维像(强度像 三维距离像),适合作目标识别探测器.支持向量机(SVM)是一种能在小样本学习的情况下,仍有较高识别正确率的目标识别方法.通过优化支持向量机算法,将它嵌入到激光成像雷达系统的数字信号处理器(DSP)芯片内,实现目标识别的功能,有很高的现实意义.首先用真实激光成像雷达强度像做实验,测试56个样本,共耗时31.97μs,证明嵌入到数字信号处理器的支持向量机算法能满足实时性要求,识别正确率为98.2%;再用仿真激光成像雷达距离像验证支持向量机的推广能力,证明支持向量机在实时性和识别性能两方面都能满足激光成像雷达的识别要求.     

太赫兹成像雷达系统研究进展*

与微波雷达和光电探测器相比,太赫兹成像雷达具有高分辨率成像、穿透能力好等众多优势,是太赫 兹技术的重要应用方向之一。本文介绍了近年来国内外全固态太赫兹成像雷达系统方面的研究进展,指出太赫兹 成像雷达研究中的部分关键技术,为太赫兹成像雷达系统的应用发展提供参考。     

基于OFDM的MIMO-SAR抗多径波形设计

针对雷达多径干扰问题,提出一种基于正交频分复用（OFDM）的多发多收合成孔径雷达（MIMO-SAR）抗多径波形设计方法。该方法基于频率分集原理,设计循环移位OFDM-LFM波形提升OFDM波形有效带宽,并针对该波形设计MIMO平台收发模型,结合多通道正交波形空时编码（STC）方案实现多通道接收信号分离,该波形设计方案对SAR多径干扰抑制有效。该方法可以解决多径干扰导致的目标分辨率低及虚假目标问题,在机载SAR高分辨率成像、车载SAR城市探测与智能驾驶等方面具备广阔应用前景。     

一种基于无人机平台的双频段小型化接收机设计

针对应用于无人机平台的多频段多模式小型化接收机需求,给出了一种X/L双频段多带宽小型化接收机设计方案,采用多芯片微组装工艺实现。该设计解决了接收机在不同频段下窄带信号和宽带信号的波形激励和接收通道硬件共用问题,重点突破了宽带波形产生和宽带直接解调接收等关键技术,相比较传统的无人机载雷达接收机来说,具有多模式工作、大信号带宽处理能力和高集成度的特点,能够满足宽带成像和窄带探测的需求。     

一种X波段频率合成器的设计方案

在非相参雷达测试系统中,频率合成技术是其中的关键技术.针对雷达测试系统的要求,介绍了一种用DDS激励PLL的X波段频率合成器的设计方案。文中给出了主要的硬件选择及具体电路设计,通过对该频率合成器的相位噪声和捕获时间的分析,及对样机性能的测试,结果表明该X波段频率合成器带宽为800 MHz、输出相位噪声优于-80 dBc/Hz@10 kHz、频率分辨率达0.1 MHz,可满足雷达测试系统系统的要求。测试表明,该频率合成器能产生低相噪、高分辨率、高稳定度的X波段信号,具有较好的工程应用价值。     

基于MIMO雷达的高分辨成像方法

以实现对空中目标的高分辨成像为目的,文章提出了基于MIMO雷达的技术解决方案.首先分析了MIMO雷达的工作原理和实现形式,而后建立了MIMO雷达成像模型,并推导出MIMO雷达多通道回波与目标空间频谱的对应关系.通过分析目标空间频谱的支撑区分布,论证了MIMO雷达阵列方位向的高分辨成像能力.最后进行了成像仿真实验.结果表明:在同等接收阵列条件下,MIMO阵列与实孔径阵列相比方位分辨率能够得到数倍的提高.     

基于双曲线调频波形的高速目标成像

高速运动目标下,雷达回波的尺度调制效应不可忽略,线性调频(LFM)波形的常规脉压性能恶化,造成成像散焦。双曲线调频(HFM)波形作为一种多普勒不变性波形,在高速目标成像中具有重要应用价值。本文建立高速运动目标回波模型,基于瞬时频率分析比较线性调频波形与双曲线调频波形面对高速运动目标的成像效果,重点分析双曲线调频波形的系统实现、成像特点和应用优势,并与线性调频波形成像进行比较,数值仿真实验结果验证了该方法的有效性。     

地基双基地MIMO成像雷达空间分辨特性分析

地基MIMO（Multiple-Input Multiple-Output,多输入多输出）成像雷达是一种新体制雷达系统,相比于传统的地基合成孔径雷达具有便携性好、无需运动补偿及图像帧频高等优势,在滑坡等地质灾害预警方面具有广阔的应用前景。在利用多部MIMO雷达系统进行三维形变监测时,采用双基地MIMO雷达构型能够对传统单基地观测进行有效补充,可大大提高系统的整体观测自由度,但目前尚无有效的双基地MIMO成像雷达成像性能评估方法。针对这一问题,本文通过广义模糊函数对双基地MIMO成像雷达的空间分辨特性进行了分析。首先,根据系统的几何构型推导了地基双基地MIMO成像雷达的广义模糊函数表达式并分析了等效阵列特性,然后根据广义模糊函数对系统的旁瓣走向、两维分辨率和栅瓣位置进行了分析,给出了系统空间分辨率的计算公式,最后利用Matlab仿真验证了分析结论的正确性。      

毫米波合成孔径雷达的发展及其应用

分析了毫米波SAR高分辨成像的基本原理,阐述了毫米波SAR的优点,并结合目前国际上典型的毫米波SAR系统,综述了毫米波SAR技术与系统的发展状况,讨论了毫米波SAR的应用前景、存在的问题以及未来的发展趋势.