基于电磁测量数据的ISAR目标虚假回波合成方法

生成高逼真模拟目标特性的虚假回波是逆合成孔径雷达(ISAR)欺骗干扰的关键.提出了一种基于目标电磁测量数据的虚假目标回波合成方法,首先测量待模拟目标的电磁特性,将目标电磁测量数据解频调后提取幅度和相位信息作为调制参数,对干扰机截获的雷达信号进行调制生成虚假信号.该方法能高逼真地模拟目标的电磁散射特性,对ISAR形成有效欺骗干扰.在给定目标特性条件下,分析了雷达信号参数对虚假目标成像尺寸的影响,并通过仿真验证了理论分析的正确性.     

基于GRECO的复杂目标ISAR图像仿真

提出一种与图形电磁计算方法相结合的1SAR图像实时仿真方法.利用图形电磁计算(GRECO)方法得到运动目标的电磁散射数据,通过发射线性调频信号得到运动目标的雷达回波,并对仿真回波进行ISAR成像处理.与传统采用点目标仿真不同,该文是对实际三维目标直接仿真成像,更加接近实际,更加适合应用与成像效果分析、算法改进和抗干扰方面的研究.对于目标表面散射场的分析,是基于高频预估理论:采用物理光学(PO)法与物理绕射理论(PTD)来进行计算.从对复杂目标的仿真结果来看,该方法是准确有效且具有实时性的.     

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。     

宽带雷达回波的高频电磁散射快速算法

提出一种将射弹跳射线法和等效边缘电磁流法与线性调频信号雷达信号处理过程相结合的高频电磁散射算法,该算法能够快速准确计算复杂电大尺寸目标的大时宽带宽雷达回波信号.利用宽带雷达回波计算结果,获得了目标的一维距离像和二维ISAR成像,验证了方法的正确性.     

一种雷达虚拟回波并行模拟生成平台

为研究目标雷达回波高逼真度模拟生成对雷达系统设计及雷达信息获取理论,通过物理光学的电磁计算模拟目标电磁特性,并结合系统参数和波形应用生成相应的雷达虚拟回波。为提高电大尺寸目标雷达回波模拟的计算效率,构建了一种基于通用图形计算卡（GPGPU）和中央处理单元（CPU）组成的异构并行硬件平台,结合并行软件编程技术实现高逼真度雷达回波快速生成,同时对并行优化策略,特别是多卡调度等并行化关键技术进行了设计,最终的并行软件平台回波生成效果表明了该平台在雷达系统设计和理论研究方面的潜力。     

基于电磁特性SAR图像目标识别模板的建立

针对SAR图像目标识别过程中识别模板形成的缺点和难点,提出了基于电磁散射特性SAR图像目标识别模板的数学模型和成像原理。采用一种混合算法计算了复杂目标的雷达截面(RCS),由目标的散射系数σ或RCS值,通过宽带合成孔径原理求出物体散射特性的空间分布,建立了SAR图像目标识别模板。实验验证了其正确性、有效性,以及具有近实时性、目标姿态连续性和精确性等特点,为快速准确地获取SAR图像中的目标信息提供技术支持。     

基于FEKO 的微波成像研究

雷达为了快速识别目标,需建立相应的目标特性库,现有的得到目标特性的方法有实测法和仿真法,实测法耗时耗力又耗钱,不能大量使用。而目前的仿真方法将电磁计算和成像分开进行,不利于快速及准确成像。本文使用MATLAB 编写成像系统,通过后台调用FEKO,将FEKO 建立的模型计算远场来模拟回波,将计算结果成一维距离像和二维ISAR 像,从而大大提高了成像速度和精度。     

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.     

地面车辆目标高质量SAR图像快速仿真方法

为满足基于模板的SAR地面车辆目标识别对海量高质量模板图像的工程应用需求,该文提出了一种基于射线追踪技术的SAR信号级高效仿真方法.该方法通过构建地面车辆目标SAR仿真场景物理模型并利用射线追踪方法准确模拟SAR探测过程中电磁波与场景中目标与环境的作用机理,实现对地面环境的宽带相干杂波、表面粗糙的复杂目标的宽带电磁散射以及地面-目标间耦合散射的快速计算,并通过SAR成像处理和图像相似度评估确认形成高质量SAR模板图像.数值结果验证了该文方法的准确性和高效性.      

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.     

Two-dimensional ISAR model and image reconstruction with stepped frequency-modulated signal

A two-dimensional (2-D) inverse synthetic aperture radar (ISAR) return signal model that employs stepped frequency (SF) modulation is developed. The geometry of the examined ISAR scenario is described by analytical geometrical equations. The target to be imaged is represented by a rectangular grid of point scatterers, moving along a rectilinear trajectory at constant speed, without any rotational motion. Thus, the inverse synthetic aperture results from the translational motion of the target for a short period of time. The process of ISAR signal modelling through coherent summation of the SF-modulated signals reflected from different point scatterers of the target is thoroughly described. Moreover, an efficient ISAR image reconstruction approach, including cross-correlation-based range compression and fast-Fourier-transform-based azimuth compression, is presented through analytical mathematical expressions. Numerical simulations are carried out for various SF ISAR scenarios and high-resolution ISAR images are obtained by applying the proposed ISAR image reconstruction approach. Simulation results (ISAR images and corresponding entropy values) indicate the validity of the proposed 2-D SF ISAR return signal model and the efficiency of the proposed imaging algorithms. Finally, a numerical simulation result is illustrated, which shows the comparison of the performance of the proposed ISAR image reconstruction algorithms based on SF and linear frequency modulation waveforms. It is shown that the two waveforms attain almost the same ISAR image resolution.     

基于线性调频步进信号的ISAR成像技术研究

分析了线性调频步进雷达信号(LMFS)的形式及成像的特点,利用对雷达发射信号的设计,提出了此类信号切实可行的运动补偿方案;提出了两种形成延展目标ISAR像的拼接方法;最后通过实测数据验证所提运动补偿方法的有效性并通过仿真验证了所提ISAR像拼接方法的正确性。     

基于散射点模型的ISAR干扰技术研究

针对弹载干扰装备干扰功率较小,难以对逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR)形成有效的干扰,文中分析了ISAR成像原理,针对ISAR成像过程中包络对齐这一环节,提出了一种基于散射点模型的压制性干扰信号,该信号可破坏ISAR成像过程中目标回波的包络对齐,进而形成多种干扰效果。该信号在进入ISAR后可获得较大的脉冲压缩增益,能以较小的干扰功率达到较好的干扰效果。理论分析与仿真实验验证了该种干扰信号对ISAR干扰的有效性。     

Joint time-frequency ISAR using adaptive processing

A new joint time-frequency inverse synthetic aperture radar (ISAR) algorithm that combines ISAR processing with the joint time-frequency signal representation is presented as a means of extracting the nonpoint-scattering features from the standard ISAR image. The adaptive Gaussian representation, applied to the range aids of the ISAR image, is used as the time-frequency processing engine. This technique uses Gaussian basis functions to adaptively parameterize the data and, as a consequence, the point-scattering mechanisms and resonance phenomena can be readily separated based on the width of the Gaussian bases. The adaptive joint time-frequency ISAR algorithm is tested using data generated by the moment-method simulation of simple structures and the chamber measurement data from a scaled model airplane. The results show that nonpointscattering mechanisms can be completely removed from the original ISAR image, leading to a cleaned image containing only physically meaningful scattering centers. The nonpoint-scattering mechanisms, when displayed in the frequency-aspect plane, can be used to identify target resonances and cutoff phenomena     

基于GAN的ISAR图像语义分割方法

逆合成孔径雷达（ISAR）成像技术能够对空间目标进行远距离成像,刻画目标的外形、结构和尺寸等信息。ISAR图像语义分割能够获取目标的感兴趣区域,是ISAR图像解译的重要技术支撑,具有非常重要的研究价值。由于ISAR图像表征性较差,图像中散射点的不连续和强散射点存在的旁瓣效应使得人工精准标注十分困难,基于交叉熵损失的传统深度学习语义分割方法在语义标注不精准情况下无法保证分割性能的稳健。针对这一问题,提出了一种基于生成对抗网络（GAN）的ISAR图像语义分割方法,采用对抗学习思想学习ISAR图像分布到其语义分割图像分布的映射关系,同时通过构建分割图像的局部信息和全局信息来保证语义分割的精度。基于仿真卫星目标ISAR图像数据集的实验结果证明,本文方法能够取得较好的语义分割结果,且在语义标注不够精准的情况下模型更稳健。     

Three-dimensional interferometric ISAR imaging for targetscattering diagnosis and modeling

Two-dimensional (2-D) inverse synthetic aperture radar (ISAR) imaging has been widely used in target scattering diagnosis, modeling and target identification. A major shortcoming is that a 2-D ISAR image cannot provide information on the relative altitude of each scattering center on the target. In this paper, we present an interferometric inverse synthetic aperture radar (IF-ISAR) image processing technique for three-dimensional (3-D) target altitude image formation. The 2-D ISAR images are obtained from the signature data acquired as a function of frequency and azimuthal angle. A 3-D IF-ISAR altitude image can then be derived from two 2-D images reconstructed from the measurements by antennas at different altitudes. 3-D altitude image formation examples from both indoor and outdoor test range data are demonstrated on complex radar targets.     

基于子孔径参数估计的双基地ISAR图像融合方法研究

双基地逆合成孔径雷达(Bistatic ISAR)能够同时获取两个视角下的目标雷达回波,将分别所成的图像进行融合处理可以获得质量更高的ISAR图像以提供更丰富的目标信息,但由双基地角带来的目标像尺寸形状不一致等问题将造成融合困难。该文针对转台模型目标,提出一种基于子孔径参数估计的双基地ISAR图像融合方法,利用孤立强散射点在不同子孔径下的多普勒差值估计出目标的转动角速度和半双基地角,再将不同视角下的数据映射到同一个坐标平面中进行融合处理,得到效果更好的图像,最后利用仿真实验结果验证了该方法的有效性。     

基于Radon—ambiguity变换的ISAR成像算法

非匀速旋转目标和机动目标成像是逆合成孔径雷达(ISAR)技术的一个重点和难点，经典的距离-多普勒(RD)算法对其成像效果不佳。本文首先分析了ISAR成像回波信号模型，然后在对目标多普勒变化曲线作一阶近似的条件下提出了基于Radon—Ambiguity变换(RAT)的ISAR成像算法。最后进行仿真实验，仿真实验结果表明了该方法的有效性。     

对解线调处理的ISAR的相干干扰技术

逆合成孔径雷达(ISAR)通常采用解线调处理的方法来得到频域距离像.本文提出一种附加调制的相干干扰方法,即对接收的雷达信号产生附加的频率调制后转发,干扰谱就能覆盖距离像的频域范围,破坏ISAR一维距离成像;对频率调制后的信号再附加相位调制,就能破坏ISAR二维多普勒成像.这种干扰信号能获得一定的处理增益,因此能节省干扰功率.