机载高分辨滑动聚束SAR成像处理方法

针对机载滑动聚束合成孔径雷达(SAR)高分辨率成像问题,在提出采用参考信号进行系统通道误差校正和高分辨滑动聚束成像运动补偿方法的基础上,结合基带方位向变标(BAS)算法,给出一种机载高分辨率滑动聚束SAR成像方法。首先,在频域推导了基于参考信号对回波信号进行幅度校正和相位补偿的方法;然后基于斜视成像几何模型,推导了机载滑动聚束SAR平台运动参数与多普勒参数之间的关系,给出从多普勒估计参数中估计运动参数和补偿运动误差的方法。采用该成像处理方法,某型星载SAR机载试飞试验成功实现了滑动聚束模式高分辨率成像,验证了方法的有效性。      

基于子图像变标的非线性轨迹SAR成像及其自聚焦方法

合成孔径雷达(SAR)的非线性轨迹运动可能会在雷达回波信号中引入严重的二维空变特性,因此基于方位平移不变性假设的传统频域成像算法不再适用于非线性轨迹SAR的高精度成像。现有非线性轨迹SAR成像算法通常采用复杂的非线性变标(NCS)校正回波信号的方位空变特性,然而NCS参数过多导致算法复杂,使得其当存在较大平台运动测量误差时无法与现有自聚焦算法有效结合。针对该问题,该文提出一种基于子图像NCS的非线性轨迹SAR成像及其自聚焦方法,在保证成像精度的前提下能够减少NCS的参数数量,更有利于后续的自聚焦处理。仿真与实测数据处理验证了所提方法的有效性。      

发射机固定的双站SAR对运动目标的成像

该文研究发射机固定的双站合成孔径雷达(双站SAR)的运动目标成像问题,应用WVD Radon变换来估计运动目标回波的多普勒参数,以此来调节成像和运动补偿处理参数,得到较好的运动目标成像效果。计箅机仿真结果证明该文推导的正确性。     

机载前视SAR三维成像算法研究

该文以一种采用天线阵模式的机载前视合成孔径雷达(SAR)系统为对象,根据前视SAR的成像几何模型和回波信号特点,提出了一种适用于机载前视SAR的3维成像算法。该算法首先将各天线阵元接收一遍后的数据采用CS算法获得单幅SAR图像,然后将飞机飞行过程中获得的所有SAR图像中相同方位向对应的数据结合距离多普勒算法思想依次进行成像处理,最后获得3维像。模拟了X波段前视SAR点目标回波并进行了3维成像实验,对成像性能进行了分析。仿真结果验证了该算法的有效性。     

基于数字波束锐化的高速前视合成孔径雷达成像算法

针对目前前视合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像算法都基于平台前向运动速度较低,无法应用于高速运动平台的问题,以单发多收的机载前视SAR系统为研究对象,分析了高速前视SAR的空间几何模型和回波信号模型,提出了一种适合于高速前视SAR的多普勒波束锐化(Digital Beam Sharpening,DBS)成像算法.同时,为了解决高速运动带来的成像模糊问题,提出了相应的距离徙动校正方案,显著提高了DBS算法的成像质量.最后,模拟了点目标阵列的前视SAR回波数据,并利用所提出的算法进行了成像.成像结果验证了算法的有效性.     

基于最小熵DCFT的双基地SAR多普勒参数估计

多普勒参数估计是SAR成像技术研究中的一项关键技术,多普勒参数估计精度将直接影响机载双基地SAR系统成像质量,为了实现对感兴趣目标区域有效地成像,需要对回波信号的参数进行准确估计。本文提出基于最小熵的离散调频傅里叶法(DCFT),该方法基于线性调频信号,可同时估计多普勒质心和多普勒斜率,并用RD算法对双基地SAR仿真数据成像,通过仿真验证了该方法的性能。     

合成孔径雷达原始信号的模拟方法

合成孔径雷达(SAR)原始回波模拟在系统设计及成像算法验证等方面具有重要的理论及工程实践意义,是合成孔径雷达系统研制的一个重要方面.说明了原始信号模拟系统的构成,介绍了现有的原始信号模拟方法.基于时域信号模型,对合成孔径雷达的回波进行模拟,生成了理想的点目标回波数据,用距离-多普勒算法处理得到点目标成像结果,验证了处理流程的可行性.     

星载SAR目标回波信号模拟及成像显示

根据合成孔径雷达(SAR)的系统设计参数和星载雷达的运动特点,设计和实现了SAR回波信号模拟产生系统,实时地产生所需SAR回波数据。产生的回波数据考虑了载机扰动、速度变化、航迹变化等因素的影响,同时可以调节雷达系统参数。最后给出了点目标的成像示例。     

一种改进的THz-SAR高频振动误差补偿方法

将太赫兹波用于SAR成像可以解决常规SAR成像帧速低、慢动目标检测困难等问题。太赫兹合成孔径雷达(THz-SAR)与传统微波SAR成像最重要的区别在于运动补偿。因为THz-SAR的工作波长比传统微波SAR要短得多,平台的微小振动会影响成像质量,尤其是高频振动误差。平台的高频振动会在成像结果中引入成对回波,传统SAR成像算法无法实现成对回波的聚焦,也就无法准确估计振动参数,进而构造参考函数补偿高频振动带来的正弦调制相位。首先基于多普勒Keystone变换(DKT)的THz-SAR成像算法实现成对回波的聚焦成像;然后提出小波多分辨分析的方法估计高频振动频率,结合参数空间投影法完成振动幅相的估计,并实现高频振动误差的补偿;最后采用点目标的回波数据仿真验证了所提方法的有效性。     

一种机载大斜视SAR运动补偿方法

大斜视合成孔径雷达(SAR)成像要求较长的合成孔径,这样载机的不平稳性对其影响较大,如何对大斜视SAR进行运动补偿是实现大斜视成像的关键.本文根据大斜视SAR成像的几何模型,推导出大斜视SAR的瞬时多普勒调频率表达式,并利用从数据中估计得到的多普勒调频率和运动平台的惯导参数来分离和估计运动误差的空间分量,然后利用所得的运动误差对大斜视SAR数据进行包络和相位的运动误差校正.本文所提出的大斜视SAR运动补偿方法能和大斜视SAR成像算法很好地结合,并且仿真和实测数据的成像结果验证了该方法的有效性.     

一种基于误差反向传播优化的多通道SAR相位误差估计方法

方位向多通道合成孔径雷达(SAR)可实现高分辨率宽测绘带成像,准确估计通道间相位误差是保障成像质量的关键。该文提出了基于误差反向传播训练优化的通道相位误差估计方法,该方法根据多通道SAR回波生成的物理过程,构建含有通道间相位误差待估计参数的观测矩阵,通过初始化的通道误差和初始化的目标散射系数参数生成初始化的SAR回波,并计算该回波与多通道SAR实测回波之间的误差,通过深度学习中常用的误差反向传播的方法,不断训练优化上述参数,最终获得通道间相位误差的估计值,同时也得到了对稀疏目标散射系数的估计。该方法基于误差反向传播方法,并将该方法与通道误差的形成原理相结合,在稀疏假设下同时完成了相位估计和成像,为多通道SAR误差估计提供了一种全新的思路。多通道SAR仿真数据验证了该文算法的有效性。      

利用SAR多目标回波估计多普勒参数

从回波中估计多普勒参数是合成孔径雷达运动补偿的关键。文中研究了多目标回波对参数估计的影响,从理论上推导了估计多普勒中心和调频率对回波的不同要求,并用两个指标举例分析了一段实测机载SAR数据,给出了实际应用中参数估计时选择回波的原则。     

一种基于DPCA的星载SAR/GMTI实现方法

星载SAR的轨道运动和受地球自转、地球曲率等因素影响,以及卫星平台快速运动造成的地杂波谱展宽甚至占据整个方位谱,这些都使得星载SAR/GMTI的处理方法较机载SAR/GMTI更为复杂.为了有效检测运动目标,必须对地杂波进行抑制.偏置天线相位中心（DPCA）是一种有效的地杂波抑制技术.文中在星载SAR三孔径天线回波信号多普勒特性分析的基础上,结合Raney,R K给出的多普勒参数表达式,推导了一种基于DPCA的星载SAR动目标检测、径向速度分量估计以及目标定位的方法.最后,通过星载SAR/GMTI计算机仿真进行了验证.     

基于NCS算子的大斜视SAR压缩感知成像方法

该文针对大斜视合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)成像进行研究,提出了一种基于非线性频调变标(Non-linear Chirp Scaling, NCS)算子的大斜视SAR压缩感知成像方法。首先在详细分析大斜视SAR回波信号模型的基础上,给出了一种基于全采样数据的NCS成像算法,该算法有效完成了回波数据的走动补偿与解耦合处理,实现了准确成像。其次针对降采样的大斜视SAR回波数据成像问题,提出将上述成像算法构造成NCS算子并基于该算子建立压缩感知重构模型,通过对模型的优化求解直接获得最终的成像结果。该方法对于稀疏性成像场景能够有效降低回波数据采样率实现高质量成像,对于非稀疏成像场景在满采样条件下能够提高成像质量。最后的点目标和面目标的仿真实验验证了该文所提方法的有效性和可行性。      

一种基于SAR稀疏采样数据的动目标运动参数估计方法

该文针对地面动目标运动参数估计问题进行研究,提出一种利用单天线合成孔径雷达(SAR)稀疏采样数据的动目标2维速度估计方法。首先以目标2维速度为参数构建一个等效参数化模型将动目标回波数据转化为小斜视回波数据,然后利用改进的迭代阈值算法实现不同参数条件下的动目标2维成像,最后以成像结果的图像熵值为优化准则对初始模型参数进行搜索,从而获得准确的动目标运动参数。该方法以稀疏采样数据为输入,可以减少所需数据量,并且能够有效避免多普勒模糊问题,在较低信杂比条件下仍然能够准确估计出目标运动参数。仿真实验结果验证了所提动目标参数估计方法的有效性。     

双站SAR NCS成像算法

针对双站SAR的大斜视工作模式,该文在双站SAR回波模型和RD域距离方程的基础上,结合常规SAR的NCS算法,提出了一种基于双站SAR大斜视模式下的NCS算法,详细分析了算法中关于多普勒质心的方位模糊及距离向成像位置这两个关键问题。最后通过计算机仿真,验证了该算法的有效性。     

机载SAR半实物快速回波模拟设计及实现

合成孔径雷达(SAR)回波模拟计算量大、用时长,快速的实现SAR回波模拟非常有利于SAR系统的研制。设计了一种基于FPGA的通用雷达快速回波模拟半实物平台;同时为了快速实现SAR回波模拟,改进了基于等效散射体回波模拟算法;考虑到算法的并行运算,优化了可编程逻辑器件(FPGA)硬件实现流程,实现了点目标和自然场景的SAR回波快速模拟并提供高精度的回波数据。实际应用结果表明,设计的通用SAR回波模拟平台能够依据不同的SAR仿真需求快速地模拟回波信号,满足对SAR系统评估测试要求。     

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。      

基于运动参数估计的窄波束宽幅SAR成像算法

近年来 ,国内多家研究所已研制出机载试验SAR。但从这些试验雷达的导航仪器测得的运动参数精度较低 ,为作精确的运动补偿 ,运动参数需要从实测数据估计得到。本文利用基于数据的多普勒中心和调频率估计方法 ,对运动参数的变化历程作了长时间的精确估计 ,并将运动补偿和成像算法有机结合在一起 ,可在飞行状态不很理想时 ,仍能获得好的宽幅图像