低频UWBSAR目标特性的反演

低频超宽带合成孔径雷达(ultra wide band synthetic aperture radar,UWBSAR)目标特性主要表现在其低频散射特性,它是进行目标检测和识别的前提。针对该系统的特点,本文首先给出了目标低频散射特性的计算方法,建立了低频 UWBSAR目标回波模型,利用数字聚束方法,给出了从回波中反演目标散射特性的方法。     

高速运动目标的宽带回波仿真和成像

利用图形电磁计算方法，提出了针对高速运动目标电磁散射数据的仿真方法，以宽带线性调频信号为例仿真得到高速空间目标的电磁散射数据，并对宽带仿真数据进行逆合成孔径雷达（ISAR）成像处理。ISAR处理结果表明，电磁散射仿真数据的一维像散射点具有明显的频谱展宽，与理论分析结果完全一致。利用针对高速运动目标的ISAR成像方法，可以得到清晰的目标高分辨像。此外，图形电磁计算方法GRECO计算效率高，可以快速获得目标的宽带散射特性，因此，文中的电磁散射仿真方法具有良好的应用前景。     

低波段大波束角SAR 脉冲响应函数特性研究

对合成孔径雷达(SAR)而言,其成像性能的优劣或SAR 图像质量可通过成像系统的脉冲响应函数(IRF)来表征。脉冲响应函数可看作是一个理想点目标的成像结果,这一函数由中央主瓣和一些旁瓣组成。SAR 系统的图像质量可以通过描述IRF 的空间分辨率、峰值旁瓣比、积分旁瓣比等主要特征进行描述和评价。文中主要对工作于VHF/ UHF 频段的低频大波束角SAR 系统的脉冲响应函数(IRF鄄USAR)特性进行了研究,推导了超宽带大波束角条件下的脉冲响应函数。基于点目标的傅里叶支撑谱与脉冲响应函数之间的对应解析关系,分析了IRF鄄USAR 的响应特性,并基于仿真及实测数据对IRF-USAR 响应特性进行了验证。     

低频UWB SAR定标体电磁散射建模

在进行低频超宽带合成孔径雷达(ultra wide band synthetic aperture radar, UWB SAR)校准过程中,常常需要使用各种定标体.定标体的散射特性表现为低频谐振散射,因此常规高频窄带SAR定标体散射模型不再适用.本文利用矩量法(Method of Moment,MOM)计算指定频率点和入射角度的目标散射特性,利用渐近波形估计(asymptotic waveform evaluation,AWE)技术获得超宽带和宽角度的目标散射特性,并根据SAR的几何模型,给出了目标散射特性随日标视角和频率的变化关系.     

基于电磁计算的三维模型SAR回波仿真

SAR回波信号模拟具有广泛的应用背景,传统回波信号仿真方法使用SAR或光学图像作为后向散射系数,将仿真场景/目标看成孤立的散射单元而忽略了电磁波的多次散射,不能精确地仿真场景/目标的电磁特性。文中利用三维建模技术对SAR目标精确建模,采用电磁计算中的弹跳射线法更加精确地计算三维模型的电磁散射特性,然后利用距离频域脉冲相干(RFPC)法仿真SAR回波信号。最后,通过点目标与坦克的仿真及成像,验证了该方法的合理性与可行性。     

高低频电磁混合算法在目标高分辨特征提取中的应用

利用电磁混合算法对复杂目标进行电磁精确建模仿真,以获得真实目标较为准确的雷达高分辨像信息,对未来高分辨雷达实现目标探测与自动识别有着重要的意义.对于电大尺寸复杂目标电磁仿真计算,高频近似方法和低频数值方法各有其优势和局限性,如能结合两者的优点来解决计算中的精度和速度问题,将对建立高分辨目标特征库有着重要的帮助.本文以低频矩量法(MoM)和高频物理光学法(PO)混合为例, 提出了基于MoM-PO混合算法来精确求解电大尺寸目标的高分辨电磁散射特性,有效地提高了计算精度, 改善了计算速度, 为快速有效地解决复杂电大尺寸目标的高分辨特征提取提供了良好的途径.通过对典型目标和实际复杂目标实例的仿真计算,提取高分辨特征结果验证了该方法的有效性和实用性.     

一种隐身目标电磁散射特性的计算方法

针对空空导弹无线电引信,用广义的雷达有效散射截面(CRCs)描述隐身目标近场散射特性.对覆盖吸波涂层的目标,以组合的三角形平面单元拟合目标的几何外形.利用物理光学法和物理绕射理论[1]计算目标每一单元的散射场和绕射场.考虑目标上的二次反射,计算无线电引信接收天线径上的目标电磁散射场.无线电吸波涂层目标的反射系数采用迭代方法计算,其方法可适用于具有任何类型电磁参数涂层的目标.以长空靶机和靶5目标为例,计算了其近场散射特性,为无线电引信设计提供参考依据.目标近场电磁散射特性的计算方法适用于隐身目标和非隐身目标.     

低频UWB SAR图像辐射校准

低频,超宽带和大处理角是低频超宽带合成孔径雷达(ultra wide band synthetic aperture radar,UWBSAR)系统的三大特点,针对该系统特点,给出目标散射特性的计算方法,并建立了散射特性与SAR图像的映射关系.最后提出了低频UWBSAR的辐射校准方案,并在计算机上得到了较为理想的仿真结果.     

基于高频电磁计算数据的太赫兹雷达高分辨成像研究

为揭示太赫兹频段雷达目标散射特性,基于高频电磁计算数据研究了太赫兹雷达高分辨成像方法.考虑到传统三维雷达成像面临的大数据量问题,提出了一种成像结果类光学图像的高分辨成像方法——方位/俯仰成像方法,通过推导其点扩展函数分析了该方法在高分辨率与散射点识别方面的优势.基于电磁计算数据的仿真与分析表,高频计算方法可以快速准确计算太赫兹频段理想导体目标RCS,高分辨成像结果可以分辨目标亚波长量级的细微结构特征.因此太赫兹雷达成像技术可获取目标更加丰富和精细的信息,为目标识别带来益处.     

基于高频电磁计算数据的太赫兹雷达高分辨成像研究（英文）

为揭示太赫兹频段雷达目标散射特性,基于高频电磁计算数据研究了太赫兹雷达高分辨成像方法.考虑到传统三维雷达成像面临的大数据量问题,提出了一种成像结果类光学图像的高分辨成像方法——方位/俯仰成像方法,通过推导其点扩展函数分析了该方法在高分辨率与散射点识别方面的优势.基于电磁计算数据的仿真与分析表,高频计算方法可以快速准确计算太赫兹频段理想导体目标RCS,高分辨成像结果可以分辨目标亚波长量级的细微结构特征.因此太赫兹雷达成像技术可获取目标更加丰富和精细的信息,为目标识别带来益处.     

基于频域的低频UWB SAR极化校准

多极化,低频超宽带(Ultra Wide Band, UWB)合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)是雷达技术未来发展的一个重要方向。系统的低频特性,UWB特性和大处理角特性使得常规SAR极化校准不再适用。该文基于多极化低频UWB SAR频域处理模型,考虑了极化校准中定标体的低频超宽带电磁散射特性的问题,给出了极化校准方法。计算机仿真验证了该方法的有效性。     

多极化低频UWB SAR图像的失真补偿

多极化、低频、超宽带合成孔径雷达（UWB SAR）可以获得目标的多极化散射特性,并具有一定的叶簇穿透能力,是未来雷达技术发展的一个重要方向.为了获得较高的方位向分辨率,该系统通常具有较大的方位向处理角,因此天线方向图沿方位向的变化不能忽略.该系统的超宽带特性使得天线方向图随频率的变化也不能忽略.本文假定天线方向图完全已知,提出了多极化低频UWB SAR的系统模型,并在图像的变换域上实现对天线方向图的补偿.最后利用计算机仿真验证了该方法的有效性.     

低频超宽带SAR定标体散射特性

低频超宽带合成孔径雷达辐射定标过程中,定标体的散射特性表现为低频谐振散射特性。常规散射特性计算方法如矩量法中的广义阻抗矩阵在谐振频率点上条件数过大,导致计算不准确。本文给出了基于奇异值分解的方法得到较为精确的计算值。为了克服矩量法每次只能计算一个频点的散射特性,本文给出了基于渐进波形估计的方法,获得定标体超宽带散射特性。     

低频UWBSAR外部校准方案

外部校准是实现合成孔径雷达（SAR）系统绝对定标的有效途径。常规SAR外部校准方法不适用于低频超宽带SAR系统。文中充分考虑低频UWBSAR系统的三大特性：低频，超宽带以及大处理角，结合外部校准的数学模型，给出适合该系统的外部校准方案，讨论了外部校准过程中的场景选择，定标体布置以及校准误差等问题。     

Multi-aspect detection of surface and shallow-buried unexplodedordnance via ultra-wideband synthetic aperture radar

An ultra-wideband (UWB) synthetic aperture radar (SAR) system is investigated for the detection of former bombing ranges, littered by unexploded ordnance (UXO). The objective is detection of a high enough percentage of surface and shallow-buried UXO, with a low enough false-alarm rate, such that a former range can be detected. The physics of UWB SAR scattering is exploited in the context of a hidden Markov model (HMM), which explicitly accounts for the multiple aspects at which a SAR system views a given target. The HMM is trained on computed data, using SAR imagery synthesized via a validated physical-optics solution. The performance of the HMM is demonstrated by performing testing on measured UWB SAR data for many surface and shallow UXO buried in soil in the vicinity of naturally occurring clutter     

Chirp Scaling算法中的相位补偿因子研究

该文从SAR回波的二维频谱表达式入手,研究了适合高波段SAR的CS(Chirp Scaling)类算法和一种适合超宽带(Ultra Wideband,UWB)SAR成像的非线性CS算法,通过对算法推导中的近似性分析,重新刻画了SAR成像,即SAR成像是利用回波频谱特性构造频域或时域相位补偿因子的过程,尤其是对UWB SAR回波,相位补偿因子的精确性直接影响着目标聚焦性能。仿真实验表明,补偿三阶以上二维相位耦合的非线性CS算法能够在一定的测绘带内满足UWB SAR点目标的理想聚焦;同时,该算法在UWB SAR实测数据处理中也已得到成功应用。     

基于HMM的机载UWB SAR图像中的点目标检测

UWBSAR图像中的目标检测通常指二面角目标检测，点目标检测由于没有发现军用车辆等人造目标这一直接效益而受到较少关注。为满足一些UWB SAR图像中检测点目标的需求(如图像融合时的配准，通过路灯和树木进行道路检测和为了抑制树干杂波而识别树干杂波等)而研究了其中的点目标检测问题。通过综合运用方向依赖滤波、隐马尔可夫模型和恒虚警率检测技术，设计了一种用于机载UWB SAR图像中的点目标检测算法。