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SAR实时信号处理研究

该文针对SAR成像方法进行了理论分析,研究了用于弹载SAR的时域子孔径算法实现,给出了算法的流程,最后根据实际系统需要,设计了采用高性能的DSP芯片TS203的信号处理系统并用于实际的数字信号处理并给出了该系统的成像处理结果。结果表明采用时域子孔径算法和该文所设计的硬件平台,能够正确对弹载SAR回波进行实时成像计算。     

弹载雷达成像技术发展现状与趋势

弹载合成孔径雷达(SAR)可对观测区域进行二维高分辨率成像,获得丰富的地貌特征以及目标的尺寸、形状特征,进而选择打击点并提高打击精度和效率。与传统的机载/星载SAR成像体制相比,弹载SAR由于其探测距离远、大机动曲线突防和多平台协同作战的特点,给雷达成像技术带来了新的挑战:导弹末制导阶段处于二维甚至三维加速的大斜视工作模式,飞行轨迹与传统的SAR成像模式不同,这会带来距离方位的严重耦合,成像质量退化严重;在攻击飞行段,导弹的天线波束直接指向目标区域,弹载SAR将工作在前视状态,传统的SAR成像技术难以获取目标二维高分辨图像。针对弹载SAR存在的这些问题,该文立足弹载SAR作战需求,从曲线轨大斜视成像、前视成像和协同成像方面介绍了弹载雷达成像的关键技术和发展现状,展望未来弹载雷达成像技术的发展趋势。      

弹载合成孔径雷达动态海面成像模拟研究

海面成像模拟是对海作战导弹弹载合成孔径雷达(SAR)成像制导全过程动态仿真的重要组成部分,对于系统的性能分析和优化设计具有重要意义。研究了弹载情况下SAR对海成像模拟问题,提出了基于三维海面波动模型及弹载SAR工作过程的成像模拟方案。出于逼真性及运算速度的考虑,仿真时动态海面选用基于海浪谱的双尺度模型,海面散射模型选用双尺度散射模型。结合一组典型弹载SAR系统参数,分别在正侧视和斜视模式下对三种典型海况的动态海面进行了成像模拟,并利用实际海面SAR图像的统计特性验证了模拟结果的有效性。     

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。     

基于最小熵准则的弹载SAR成像算法

针对空对舰导弹的工作特点,研究了一种将自聚焦技术用于弹载合成孔径制导雷达成像的改进算法.弹载SAR录取数据的模式是聚束式,且斜视角较大.在各种聚束式SAR成像算法中,由于对距离迁移的补偿性能欠佳,使图像质量难以保证.本文以距离多普勒(RD)算法为例,利用基于最小熵准则的SAR图像自聚焦算法完成相位误差校正,改善聚焦质量以提高打击精度.仿真结果证明了该方法的有效性.     

基于最小熵准则的弹载SAR成像算法

针对空对舰导弹的工作特点,研究了一种将自聚焦技术用于弹载合成孔径制导雷达成像的改进算法.弹载SAR录取数据的模式是聚束式,且斜视角较大.在各种聚束式SAR成像算法中,由于对距离迁移的补偿性能欠佳,使图像质量难以保证.本文以距离多普勒(RD)算法为例,利用基于最小熵准则的SAR图像自聚焦算法完成相位误差校正,改善聚焦质量以提高打击精度.仿真结果证明了该方法的有效性.     

弹载斜视SAR成像的改进波数域算法

导弹非匀速直线运动且速度快的特点,使得弹载SAR回波信号的多普勒参数随斜距的变化较大,因此在波数域进行相位补偿的波数域算法很难实现弹载SAR测绘带内的高精度成像处理。该文在经典波数域算法及相关文献的基础上对波数域成像算法进行改进,将2维波数域中的方位压缩处理变换至时域或空域进行,从而可完成成像过程中多普勒参数适应距离的变化,降低原有算法使用同一参数带来的相位误差,因此改进算法能适用于宽测绘带的弹载SAR精确成像。仿真实验验证了改进算法的有效性。     

海岛环境SAR图像仿真

弹载SAR岛屿海岸线景象匹配成功概率与实时图中海岸线形状密切相关,海岛环境下海浪和地形起伏等因素对海岸线在SAR图像中的特征具有不可忽略的影响,造成海岸线的模糊和变形。首先分析了海岛环境弹载SAR图像的特点,然后基于海浪频谱和方向谱相关经验公式,利用线性叠加方法给出了详细的海浪仿真的实现过程;建立了海岛高程起伏的二维指数函数模型;利用波数域方法给出了典型场景下的海岛SAR图像仿真结果,并在此基础上分析了海浪和山峰对弹载SAR图像海岸线检测的影响和基于SAR图像的海岸线检测方法局限性。研究结果表明基于SAR回波数据的海岸线检测方法是一种适于弹载SAR应用的有效方法。     

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。     

基于HLA的弹载SAR快速数字仿真与评估系统

为克服通常情况下在单台计算机上分时、分步完成整个弹载合成孔径雷达（SAR）系统仿真的耗时与繁琐,文中基于高级体系结构（HLA）的独有架构,采用图形处理器（GPU）作为处理器,搭建了包括主控、航迹与姿态、目标与场景建模、回波、干扰、SAR成像处理、仿真评估多个联邦成员在内的弹载SAR快速数字仿真与评估系统。对系统性能进行多组数据实测仿真与评估分析,相对传统方法将性能提升数个量级,验证了该系统的正确性与高效性。     

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。     

高光束质量弹载激光主动成像激光器研制

弹载激光主动成像制导技术是现代战争中最重要的精确制导技术之一。其中,弹载激光主动成像激光器的研制,是当前研究的热点和难点。报道了高光束质量弹载1 064 nm激光器,用于激光主动成像。采用二极管端面带内泵浦Nd:YAG晶体,光机电一体化设计,在重复频率100 Hz时,输出激光脉冲宽度为3.005 ns,最大输出单脉冲能量3.36 mJ,输出激光光谱宽度78 pm。带内泵浦和谐振腔的优化设计,保证了良好的光束质量,光束质量因子M2在X方向为1.327,Y方向为1.354。成像结果表明:该激光器的成功研制,对高光束质量一体化固体激光器的参数设计和弹载激光器在激光主动成像中的工程应用都具有一定的指导意义。     

基于方位非线性变标的弹载SAR下降段成像算法

俯冲下降阶段,弹体自身较大的俯冲下降速度和加速度导致SAR回波信号方位不变性的假设不再成立,给SAR成像处理带来困难。针对该问题,该文提出了一种基于方位非线性变标的弹载SAR下降段成像算法。结合级数反演,在2维频域完成距离徙动校正和距离脉冲压缩之后,通过方位向上的非线性变标操作,补偿空变的多普勒调频率,从而较为有效地改善了方位聚焦深度和聚焦质量。数据仿真验证了算法的有效性。     

多平台合成孔径雷达成像算法综述

多平台合成孔径雷达(SAR)是合成孔径雷达极具发展潜力的研究方向之一,该文集中讨论了多平台SAR的成像算法,包括机载SAR、弹载SAR和星载SAR平台。该文首先简要阐述了SAR回波模型的建立,包括“斜距模型和成像模式”,然后综述了近年来机载SAR、弹载SAR和星载SAR成像算法的研究进展,并详细阐述了各平台固有的特性以及面临的挑战,最后对未来多平台SAR成像算法研究的发展趋势进行了展望。