一种正前视宽扇区高分辨雷达扫描成像方法

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）只有照射到飞行方向左、右两侧的感兴趣成像区域时才能处理出高分辨率SAR图像,飞行方向正前方的成像区域就成为了SAR成像的固有盲区。三通道（和、方位差、俯仰差）毫米波单脉冲成像雷达能够实现对正前视场景的二维成像,获取单脉冲图像。提出对SAR/单脉冲图像进行图像配准和融合拼接的方法：首先利用多尺度多方向二维Gabor滤波器组分别对SAR/单脉冲图像进行特征提取,然后对两组特征矩阵进行归一化互相关匹配,对匹配好的图像进行像素级融合处理,得到完整的正前视宽扇区高分辨雷达图像。试验数据成像处理结果表明,所提复合成像算法能够对飞行正前方宽扇区范围内进行高分辨成像,有效解决了工程实际中碰到的正前视高分辨成像盲区的难题,对于前视雷达成像侦察、弹载雷达目标区域景象匹配、飞行器夜航、盲降等具有一定的工程实际意义。     

弹载SAR大斜视SPECAN成像算法

由于导弹攻击的目标在航线前方,弹载SAR需具备大斜视成像能力。针对大斜视状态下回波数据方位向和距离向严重耦合、弹载SAR平台实时性要求高的特点,提出了一种基于谱分析(Spectral Analysis,SPECAN)算法的弹载SAR大斜视成像算法。通过在方位时域进行距离走动校正,降低了回波方位向和距离向的耦合;通过二维时域中方位向的SPECAN处理和方位向FFT,获得SAR成像结果。算法处理流程简单,是一种实时性高的中等分辨率成像算法,适合应用于弹载SAR大斜视成像。仿真验证了算法的有效性。     

弹载调频连续波合成孔径雷达大斜视成像方法研究

弹载调频连续波合成孔径雷达(Frequency Modulated Continuous Wave Synthetic Aperture Radar,FMCW SAR)在大斜视工作模式下,导弹的连续运动会在距离向产生多普勒频移,导致距离向频谱偏移及方位像散焦,高速运动及大斜视角还会引入一个二次相位误差,影响距离像的聚焦.通过推导分析弹载FMCW SAR大斜视回波信号的波数域表达式,提出一种弹载FMCW SAR大斜视成像方法,在二维波数域完成了多普勒频移校正、二次相位误差补偿和距离徙动校正,很好地改善了成像质量.仿真实验验证了理论分析结果及所提成像方法的有效性.     

弹载俯冲大前斜SAR成像几何校正参数误差影响分析

弹载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）成像需依托弹道参数完成斜距图像向地距图像的几何校正,在俯冲大前斜SAR成像模式下的几何校正性能对弹道参数的精度非常敏感。针对弹载俯冲大前斜视SAR成像模式下成像斜距图为距离多普勒类型图像的几何校正算法,从理论上分析了多维弹道参数误差带来的几何校正畸变量,通过仿真验证了算法及畸变量分析的有效性。该研究对雷达导引头的系统设计、目标识别技术需求等提供了理论依据,具有重要的工程应用价值。     

对曲线运动轨迹弹载SAR的二维移频干扰研究

弹载SAR沿曲线轨迹飞行,成像算法与常规机载正侧视SAR不同。文中从脉冲压缩信号时延和频移强耦合特性入手,结合弹载SAR的前斜视RD成像算法,推导了弹载SAR的移频干扰输出形式。结果表明,方位维的位移量和移频量不成线性关系,但在较小的移频量范围内可近似认为成线性关系;方位移频和距离移频同时作用,可形成二维联合移频干扰,提高了干扰的灵活性,仿真验证了结论的正确性。     

俯冲弹道前斜视SAR图像几何校正算法研究

弹载合成孔径雷达(SAR)的成像结果受飞行轨迹的影响,会出现严重的几何失真问题。文中首先根据导弹俯冲运动特点,使用高阶逼近模型建立了SAR的回波模型;然后分析俯冲弹道前斜视SAR的几何关系,利用矢量表达式建立了目标坐标与图像坐标的关系,提出了一种适用于俯冲弹道前斜视SAR图像的几何校正算法;最后通过仿真实验验证了该算法的有效性。     

类似虹膜轮廓曲线分割的SAR雷达成像技术

合成孔径雷达(SAR)成像是跟踪探测机动目标的基础,传统的SAR雷达成像基础采用数据融合和图像配准的雷达成像方案,在获得具有相似测度的边缘轮廓特征时成像效果较好,当运动目标边缘为断裂的非相似度特征时,无法准确对快速运动目标成像.引入虹膜边缘轮廓曲线分割技术,提出一种基于虹膜边缘函数计算和区域灰度轮廓曲线分割的SAR雷达成像技术.构建合成孔径雷达回波模型,得到虹膜轮廓曲线分割的边缘函数的演化方程,实现SAR雷达准确成像.对4类高速飞行目标进行SAR成像仿真,结果表明采用该算法能避免因距离色散和多普勒时变出现的成像散焦,边缘轮廓特征能全面提取,成像分辨高.在雷达目标识别等领域具有较好的应用性.     

基于空时二维随机辐射场的弹载雷达前视成像

针对利用多普勒效应的SAR成像方法不适用于弹载雷达前视成像的问题,本文提出了一种基于空时二维随机辐射场的弹载雷达前视成像方法。该方法首先利用多通道天线产生具有空时随机性的辐射场,然后在对散射回波建模的基础上,利用观测场景的稀疏性,采用基于压缩感知的方法对场景进行前视成像。实验结果表明该方法具有较强的前视成像能力。     

雷达前视成像技术的研究现状

为弥补由于雷达前视方向没有足够的多普勒带宽而难以利用合成孔径雷达(SAR)成像技术的问题,雷达前视成像技术得到了多角度且深入的研究,并在导弹精确打击、地形识别、目标定位以及飞机自主着陆等方面投入了应用.全面介绍了前视成像技术的研究历程,根据成像原理、雷达模型、探测信号的不同对该技术做了系统分类,主要阐述了基于卷积反演的成像技术、单脉冲成像技术、微波关联技术、阵列雷达成像和双基前视成像的基本原理和特点,并总结了各种前视成像技术的研究现状及发展趋势.     

前视SAR压缩感知成像算法

以进一步提高前视SAR成像的分辨率为目的,提出了一种基于压缩感知的前视SAR成像算法。前视SAR是一种可以实现对飞行路线正前方的区域进行成像的工作模式,通过分析德国宇航局提出的前视SAR系统——视景增强的新型区域成像雷达(SIREV)可知,由于SIREV系统天线长度的限制,使得等效的合成孔径长度较短,从而导致成像的分辨率较低。而基于压缩感知的前视SAR成像算法可以在方位向等效得到一个较长的虚拟天线,因此可以在同样长度天线的情况下获得更高的成像分辨率。仿真结果表明,该方法可以实现对点目标、分布目标和面目标的成像,并且提高了成像的分辨率。     

一种弹载侧视SAR大场景成像算法

导弹的俯冲加速运动所带来的较大距离徙动使得SAR成像难度较大。该文根据弹载SAR平台的运动特点,使用高阶逼近模型建立了SAR的回波信号模型。考虑到大场景下的距离空变问题,对目标斜距随时间的变化进行了详细的分析。结合级数反演法,得到了弹载SAR回波信号的2维频域的精确表达式。基于此式,提出了一种适用于弹载SAR俯冲加速运动下的大场景成像算法。理论分析和实验结果表明,该算法对较大场景取得了较好的成像效果,距离向和方位向分辨率都达到了理论分辨率。     

弹载侧视合成孔径雷达信号分析及成像研究

本文探讨了装载在导弹上的侧视合成孔径雷达(SAR)在导弹下降飞行过程中回波信号的特性和成像处理问题.根据导弹在要求合成孔径雷达成像期间内的飞行特点,建立了SAR工作的空间几何模型和目标距离表达式,分析了目标距离的时间变化特性和工作过程中多普勒参数的变化.由于要求成像的过程中,导弹的高度在不断减小,多普勒参数变化大,不能用同一参数对整个成像过程进行处理.分析和仿真表明,通过采用子孔径处理,能够得到聚焦的子孔径图像.     

阵列天线微动对前视SAR成像影响及补偿研究

基于阵列技术的前视SAR能对载机前方区域高分辨成像,但阵列天线的微动会对成像产生影响。该文提出了基于时频分析提取微动特征参数的方法,研究了阵列天线微动对前视SAR成像影响及补偿问题:基于前视SAR阵列天线特点对阵列天线微动进行建模,并分析了阵列天线形变的补偿方法。然后基于时频分析方法讨论了阵列天线微动的时频特性并对参数进行了估计。最后在天线微动条件下对点目标进行了成像仿真,并结合成像特征对天线微动补偿前后的结果进行了分析比较。结果表明该文所建模型和所提算法是正确和有效的。     

弹载俯冲前斜SAR目标测角及精度分析

根据弹载俯冲合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)成像原理，提出了目标的SAR测角算法，并仿真分析了弹载SAR成像目标定位和测角误差。前斜角、高度误差和多普勒测量误差对测角影响很大，姿态角误差会影响最终的测角误差。SAR测角精度是影响导弹末制导的关键，需要对系统各项误差项进行约束控制。提出的SAR目标测角算法及测角精度仿真分析结果可为导引头系统设计提供参考。     

弹道导弹预警信息处理系统研究

随着新军事技术的飞速发展,弹道导弹已经成为世界各军事强国进行现代局部战争首先或重点使用的进攻性武器.单个传感器只能提供导弹飞行某一阶段的信息,不能满足上升段、中段或末段指挥和拦截的要求.文中从弹道导弹防御的全程预警出发,探讨了预警信息处理系统在整个防御过程中的功能和信息流程和需要解决的关键技术,并指出了预警信息处理系统在弹道导弹防御中的重要作用.     

基于遗传算法的弹载SAR弹道优化设计

应用改进实数编码遗传算法研究了基于弹载SAR导引头的反舰导弹末制导段的弹道优化设计问题。首先分析了飞行弹道和观测视角对弹载SAR导引头方位分辨率的影响,建立了导弹运动的数学模型,给出了弹载SAR成像对导弹飞行弹道的约束,然后把导弹横向加速度作为优化变量,构建了与方位分辨率和波束驻留时间相关的目标函数。利用改进了交叉变异算子的遗传算法进行仿真,结果表明,弹道优化后的目标函数值相对于零控方式大幅缩减,证明了该方法的有效性。     

基于运动补偿的弹载前斜视SAR成像算法

曲线轨迹下的弹载合成孔径雷达(SAR)前视成像算法校正了方位时不变运动误差,忽略了时变运动误差,造成成像质量下降。针对这一问题,该文提出一种基于运动补偿的前斜视成像算法。首先将加速度分解成前向加速度和径向加速度,然后将径向加速度分解为成像平面内的加速度和垂直于成像平面的加速度,经过分析可知,对成像质量起决定作用的是成像平面内的加速度,该文通过矢量方法将其补偿。此外,对于加速度带来的较大的距离徙动,通过级数反演法求出信号的2维频谱,然后结合非线性频调变标(NCS)算法进行校正,取得了良好的效果。最后通过仿真实验证明了所提算法的有效性。     

美国导弹防御系统全域红外探测装备的发展、体系分析和能力预测

红外探测与跟踪系统在美国目前部署的弹道导弹防御体系中(尤其是在弹道导弹发射早期预警和动能拦截弹高精度制导等方面)起着关键作用。为了进一步改进和完善其弹道导弹防御体系,近年来美国正在进一步发展新一代弹道导弹防御红外系统及技术,包括天基高轨道红外预警系统、空间监视与跟踪系统、机载红外探测系统以及动能拦截弹红外成像导引头,以构建涵盖天基高轨早期预警、天基低轨全弹道跟踪、机载助推段及上升段跟踪和弹载跟踪导引的全域红外探测武器装备体系。概述了近年来美国弹道导弹防御系统中红外系统及技术的新进展,分析了其全域红外探测武器装备的体系构成,预测了美国未来弹道导弹防御系统红外探测装备的能力水平。     

战术弹道导弹反雷达识别突防策略研究

针对导弹预警系统弹头识别机理与方法,采用战术与技术相结合的研究方法,在分析单枚战术弹道导弹反雷达识别突防策略的基础上,提出了向心集火攻击、多弹道密集协同突防以及多弹联合协同反雷达识别的综合突防策略。在一定程度上解决了战术弹道导弹易被发现、易被识别和易被拦截的困境,拓展了战术弹道导弹的作战样式、攻击范围和突防能力,给导弹预警系统弹头识别带来严峻挑战。