多基站ISAR三维非平稳转动转台目标成像

在多基站ISAR三维转动转台目标成像模型的基础上给出了多基站ISAR三维非平稳转动目标转台成像算法.基于Wigner-Ville时频分析方法,通过建立在多基站ISAR三维转动转台目标成像模型基础上的距离向投影方程组和方位向多普勒方程组的联合求解,获得了三维非平稳转动转台目标散射点位置和运动参数的估计,同时对系统的成像约束进行了分析.仿真实验验证了多基站ISAR三维非平稳转动转台目标的成像.     

一种非均匀转动目标的ISAR自聚焦算法

在ISAR成像中,目标的非均匀转动会引入与散射点位置有关相位误差,无法用统一的相位误差函数表示,因此通常的自聚焦方法难以消除。针对加速转动目标,本文提出了一种基于离散调频傅立叶变换(discrete chirp-Fourier trans- form)的自聚焦算法。在预先选定的距离单元上,利用离散调频傅立叶变换提取最大功率散射点对应的调频信号,并以之为参考信号消除目标平动引起的相位误差。然后,利用同样的方法,在多个距离单元上提取最大功率散射点对应的调频信号,根据该散射点信号估计目标非均匀转动的参数,并进行非均匀采样,去除非均匀转动的相位误差。将该算法应用于仿真试验和实测数据的ISAR成像中,都得到了较好的聚焦结果。     

一种复杂运动目标的ISAR成像算法

在对复杂运动目标进行逆合成孔径雷达成像时,由于转动矢量随时间而变化,回波信号中会引入一个与散射点位置有关的相位误差,无法用通常的相位补偿方法进行校正,应用距离-多普勒算法获得的ISAR(Inverse Synthetic Aperture Radar)像会变得模糊.本文分析了目标转动矢量变化使得ISAR像模糊的内在原因,给出了目标三维转动状态下的ISAR信号形式,并基于散射点信号的特点提出了一种复杂运动目标的ISAR成像算法.该算法不仅适用于转动矢量方向不变的非均匀转动目标,而且对于转动矢量方向缓慢变化的目标,算法仍然能够有效地提高ISAR成像的质量.仿真试验结果表明了该算法的有效性.     

基于FRFT的非均匀转动目标ISAR自聚焦算法

在ISAR成像中,目标的非均匀转动会引入与散射点位置有关的相位误差,无法用统一的相位误差函数表示,而散射点子回波的相位精度对于ISAR自聚焦的相位校正非常重要.针对加速转动的目标,提出了一种基于分数阶傅里叶变换(FRFT:fractional Fourier transform)的自聚焦算法.在预先选定的距离单元上,利用分数阶傅里叶变换提取最大功率散射点对应的调频信号,并以该信号为参考信号消除目标平动引起的相位误差.利用同样的方法,在多个距离单元上提取最强散射点对应的调频信号,并对调频信号的估计值加权平均,得到非均匀转动参数的最优估计,进而对信号非均匀采样,消除非均匀转动的相位误差.仿真结果验证了该算法能够很好地消除相位误差.     

基于自适应Chirplet分解的非均匀转动目标ISAR相位聚焦

在ISAR成像中,由非均匀转动引起的相位误差与散射点的径向位置有关,传统的相位聚焦方法难以采用统一的相位校正函数来进行补偿。针对此问题,提出一种基于自适应Gaussian包络Chirplet分解(AGCD)快速算法的相位补偿方法。该方法在任意选取的距离单元上,利用Gaussian包络Chirplet分解得到两个较强散射点所对应的线性调频信号参数,并结合多特显点处理(PPP)模型,对由平动和非均匀转动造成的相位误差分别进行补偿。该方法计算量小,估计精度高,且没有孤立强散射点的要求。仿真实验结果表明了它的有效性。     

一种基于钟摆模型的舰船目标成像方法

舰船目标受海浪的影响而呈现多倍周期和随机性的摆动。针对这种情况,提出了一种基于钟摆模型的成像方法。该方法利用每个距离单元的相位历程中所含大幅度的线性调频分量进行成像。为了补偿实际目标转动过程中因不完全符合钟摆转动模型而引起的三阶及更高阶的相位误差,在一阶相位误差估计算法的基础上得出了二阶相位误差估计方法,并结合Radon-Wigner算法以及CLEAN法得出了比较稳健的相位自聚焦方法。实测数据处理结果证实了该方法的有效性。     

基于匹配傅里叶变换的匀加速旋转目标成像

机动目标存在非匀速转动甚至是三维转动,其多普勒曲线相对复杂,经典的距离-多普勒(RD)ISAR成像算法性能急剧下降.针对匀加速旋转目标,本文提出了一种基于离散匹配傅里叶变换(DMFT)的成像方法.该方法利用了匀加速旋转目标的回波特点,直接完成横向聚焦,而无需对调频斜率不同的各散射点回波逐个补偿.仿真试验证明了该方法的有效性.     

等变加速旋转目标ISAR成像距离-瞬时多普勒法

对于机动飞行目标的逆合成孔径雷达(ISAR)成像，当目标近似做等变加速旋转时，其散射点回波为多分量多项式相位信号，此时采用匀加速旋转模型进行距离-瞬时多普勒成像误差比较大，会产生大量虚假散射点。文中对目标回波信号采用分段线性调频信号进行近似，得到了不同时刻的高质量的ISAR瞬态像，仿真数据成像结果表明文中方法的可行性。     

稀疏采样数据大转角高分辨ISAR成像技术研究

针对方位向稀疏采样条件下,大带宽大转角ISAR高分辨成像时,转动分量引起的一维距离像中目标散射点的距离走动和空变二次相位问题,研究了一种稀疏采样数据ISAR高分辨成像方法。对于方位向稀疏采样数据,该方法在包络对齐和相位补偿后,将Keystone变换和稀疏恢复相结合,实现方位向稀疏采样数据距离走动校正和缺失采样位置一维像重建,接着采用基于LVD变换的二阶相位估计方法对二阶转动相位进行估计并补偿,完成高分辨成像。计算机仿真和暗室测量数据验证了该方法的有效性。     

一种ISAR目标转动补偿及图像尺寸标定方法

通过对逆合成孔径雷达(ISAR)匀速平面旋转体散射中心的距离和多普勒走动分析,提出一种ISAR目标转动速度及旋转中心估计算法,并实现目标聚焦成像.该方法通过Keystone变换补偿一阶距离走动,采用匹配处理补偿一阶多普勒走动,从而实现对非合作目标的转动补偿和聚焦成像.进而,通过图像质量评价获得目标转速和等效旋转中心联合估计.结合对目标的转动估计,提出了较完整的高分辨ISAR聚焦成像及图像尺度标定的处理流程,并分析了其应用条件.最后,通过实测飞机目标数据验证了该方法的有效性.     

A novel range alignment method for ISAR based on linear T/R array model

In inverse synthetic aperture radar (ISAR) imaging, translation compensation should be done before range-Doppler imaging process, and range alignment is the first step for translation compensation. In order to remove the limitation of integer range bin and align the echoes precisely for ISAR range alignment, combining with the advantage of array signal processing at fractional unit delay compensation, we propose a novel range alignment method based on linear transmitting/receiving (T/R) array. Firstly the ISAR imaging system is modeled as a linear T/R array. Then based on the snapshot imaging model of linear T/R array, range alignment is accomplished by wave path difference compensation which is transformed into the phase difference compensation in frequency domain between adjacent array elements. The phase difference compensation consists of integer range bin alignment and decimal time delay compensation which is implemented by the phase rotation’s estimation and compensation in frequency domain. Finally, the results of simulation data and real radar data are provided to demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

THE REALIZATION OF THE PPP AUTOFOCUS METHOD IN PFA FOR SPOTLIGHT MODE SAR IMAGING

This paper first studies the phase errors for fine-resolution spotlight mode SAR imaging and decomposes the phase errors into two kinds, one is caused by translation and the other by rotation.Mathematical analysis and computer simulations show the sbove mentioned motion kinds and their corresponding damages on spotlight mode SAR imaging.Based on this analysis, a single PPP is introduced for spotlight mode SAR imaging with the PFA on the assumption that relative rotation between APC and imaged sceme is uniform.The selected single point is used first to correct the quadratic and higher order phase errors and then to adjust the linear errors.After this compensation, the space-invariant phase errors caused by translation are almost corrected.Finally results are presented with the simulated data.     

Steady-state magnetizations in rapid NMR imaging using small flip angles and short repetition intervals

The steady-state magnetizations in three versions of rapid NMR imaging using small flip angles and short repetition intervals are studied. It is shown that in the original version, the estimation using (1 - E(1)) sin alpha/(1 - E(1) cos alpha) contains errors that depend on the increment of the phase rotation angle arising from the phase encoding process. The modified version of rapid imaging, where the phase rotation due to the phase encoding process is compensated for in each time interval, can have sensitivity superior to the original version where the phase rotation is not compensated for. Here, flip angles larger than the Ernst angle must be used. In the third version, the steady-state magnetization is obtained by a rapid imaging sequence in which the phase rotations arising not only from the application of the phase encoding gradient but also from the applications of other gradients are compensated for. Analysis of this version showed a remarkable increase in sensitivity although it required the use of an extremely uniform field. It is estimated that this increase reaches 80 percent with a repetition interval of 10 ms, although a field uniformity less than 1 muT is necessary.     

一种估计ISAR成像转角的新方法

ISAR成像中的转角估计是进行正确成像的先决条件。该文从分析目标回波信号入手提出了一种新的转角估计方法,对目标转动时不同距离单元回波数据近似为多分量三次相位信号,通过理论推导,得出每个信号分量的三次相位系数与一次相位系数成正比的结论,其比例系数为目标转动的角速度平方,然后采用最大似然方法估计三次相位信号参数,进而得到总转角。外场实测数据结果验证了该文方法的有效性。     

大距离徙动情况下距离多普勒(RD)算法与后向投影(BP)算法的比较

距离多普勒(Range-Doppler，RD)算法是传统窄带／窄波束SAR的经典成像算法，它借助菲涅耳近似，只保留了斜距R(t)的线性部分和二次项。但是当距离徙动严重时，方位向二次以上的高次相位项不能忽略，这会大大降低聚焦精度。后向投影(Back-Projection，BP)算法是一种基于时域处理的成像算法，通过计算双程延时将对应信号进行相干累加，获得高分辨率SAR图像。BP算法由于用时延代替了相位的概念，故与频率无关，不存在距离徙动校正的问题。本文介绍了RD算法和BP算法的原理及算法实现，并且利用距离向插值改进了BP算法。最后，结合计算机仿真结果详细比较了这两种算法的若干性能指标，证明了BP算法比RD算法更适用于大距离徙动情况下的SAR成像。     

海面运动舰船目标的高分辨率SAR成像

基于高分辨率机载SAR,研究了合成孔径成像时间较长情况下海面运动舰船目标的SAR成像问题。根据船体上不同距离单元散射点多普勒历程可能不同的特点,采用粗校正和精校正相结合的方法在距离频率-方位时间域进行二阶和高阶相位补偿,完成运动舰船目标的距离徙动校正。提出了STFT和CDA处理相结合的时频分析成像方法,以获得较高的图像分辨率。实际数据的处理结果表明了该方法的有效性。