近程毫米波合成孔径辐射计成像算法

 针对近程毫米波合成孔径辐射计成像存在非线性相位项和像差等因素影响而使图像模糊和分辨率降低的问题,在分析合成孔径成像和衍射成像的相似性的基础上,把衍射成像算法中的分数阶傅立叶变换和拉冬-魏格纳变换引入近程成像,通过在时频平面的相关和坐标旋转减小非线性相位项的影响,改善成像质量.同时提出了基于互强度传播方程的近程成像算法,通过两次傅立叶变换来消除成像模糊问题,同样提高成像质量.     

雷达目标特征提取的一种方法

将小波变换和马氏距离相结合，提出了一种基于ISAR成像的雷达目标特征提取方法。对ISAR成像数据进行正交二进Symlet小波分解和门限处理，对数据进行压缩，然后计算压缩后坐标点的马氏（Mahalanobis)距离，得到目标稳定的特征向量。由实验结果看出，此向量具有在一定范围内的不变性，能够用于雷达目标识别。     

滚仰式光滑环物像变换关系仿真研究

滚仰式光滑环成像系统具有结构简单、尺寸紧凑等优点,是现代小型化制导设备的关键部件之一.与传统跟踪成像系统相比,滚仰式光滑环成像系统的物像变换关系更加复杂,而明确的物像关系是制导设备进行跟踪制导的基础.从惯性坐标系到探测器平面坐标系逐层分析了滚仰式光滑环成像系统的物像变换关系,使用基本坐标变换关系推导出了明确的物像坐标变...     

红外成像制导中前视图的仿真技术研究

红外成像制导技术已发展成为精确制导技术的重要方向之一.但由于成像制导过程中获取的前视图像存在几何失真,它是影响图像匹配性能的一个很重要的因素.分析了前视传感器末制导的工作方式,在此基础上,建立了成像的视场模型.广义坐标系可以把透视变换化为线性变换以便于计算,本文采用广义坐标表示图像的透视变换,推导了从世界坐标系到成像坐标系的变换矩阵,以及变换前后图像问的坐标对应关系.在假定成像平台俯仰角、滚动角参数条件下,应用该算法实现了正摄图对前视红外图像的模拟仿真.     

基于稀疏数据的液-液相分离凝聚物形态快速分析方法

细胞内液-液相分离现象与细胞内的多种生物过程有关，分析研究相分离的现象及机理可为调控细胞生理过程和药物研发提供参考和策略。相位成像技术因在无色透明物体的非接触、免标记定量化观测方面具有巨大优势而被用于液-液相分离的研究中；但是，在该技术中，样本厚度与其折射率耦合一起，形态分布需经相应算法反演获得，其分析效率较大程度上取决于数据采集量、计算处理时间和精度等。为满足生命科学研究领域对实时获取相分离凝聚物形态信息的需求，本文提出了一种仅需两幅相位图的三维形态快速反演方法，相应设计了一种由单个图像传感器实现双路光信息采集的干涉相位成像系统。提出的形态重构算法对数据采集要求宽泛，通过布置控制点，运用数学变换解算其沿两个非正交方向投影的平面像素坐标与其三维空间坐标的映射关系，由此计算反演得到像素点对应的三维坐标从而实现凝聚物形态的分离重建。     

圆琼斯矢量应用于晶体旋光率的研究

通过笛卡尔琼斯矢量在坐标旋转下的变换，提出了圆琼斯矢量在坐标旋转下的变换，进而以石英为例推导出旋光率的具体表达式。     

双透镜分数傅里叶变换全息图

运用波前相因子判断法,分析了双透镜分数傅里叶变换全息图的成像特征,提供了再现像的中心坐标、共轭关系、放大率关系,完整地给出了再现过程傍轴几何光学理论的数学表达和物理解释,并在实验上进行了验证。     

基于方位向信息分离的机动SAR成像算法

针对机动SAR成像,该文提出一种基于方位向运动信息分离的成像算法。在完成距离压缩后,通过方位向运动信息分离,去除非方位向运动造成的距离走动和空变性影响,然后利用方位向速度等效变换实现距离弯曲校正,最后通过非均匀傅里叶变换实现方位向的压缩。该算法利用3维坐标在斜距方程中性质相同的原理,经过非方位向运动信息的校正,将3维空间运动等效成方位向直线非匀速运动模型,实现了机动SAR成像。通过仿真验证了算法在不同运动状态下的适用性。算法简单稳定、适用性强。     

基于方位向信息分离的机动SAR成像算法

针对机动SAR成像,该文提出一种基于方位向运动信息分离的成像算法.在完成距离压缩后,通过方位向运动信息分离,去除非方位向运动造成的距离走动和空变性影响,然后利用方位向速度等效变换实现距离弯曲校正,最后通过非均匀傅里叶变换实现方位向的压缩.该算法利用3维坐标在斜距方程中性质相同的原理,经过非方位向运动信息的校正,将3维空间运动等效成方位向直线非匀速运动模型,实现了机动SAR成像.通过仿真验证了算法在不同运动状态下的适用性.算法简单稳定、适用性强.     

AES密码算法S盒的线性冗余研究

本文借助有限域上的迹变换,证明了有限域GF(2ⁿ)上的幂双射x^k的坐标函数的非零线性组合都线性等价,且等价变换共有2ⁿ-1个;证明了AES算法的S盒的坐标函数的非零线性组合都线性等价,且在添加0元后,本文构造的坐标函数的给定线性组合到其它线性组合的等价变换全体构成{0,1}^<em>n同构的群.本文还给出了AES算法的S盒的最低坐标函数到其它坐标函数的等价变换,它们构成了等价变换群的一组基.本文还证明了Fuller J和Millan W构造的等价变换之和都不再是坐标函数的线性组合之间的等价变换.     

表层穿透雷达递归反向投影成像算法

本文提出了一种冲激脉冲表层穿透雷达(Impulse Surface Penetrating Radar,简称ImpSPR)递归反向投影(Back Projection,简称BP)成像算法.ImpSPR应用中,高精度实时成像是进行表层下目标探测最直接和有效的手段.基于"延迟-求和"处理的时域BP成像算法可以对成像区域完成精确聚焦,得到高质量的雷达图像.然而由于其巨大的运算量,难以应用于ImpSPR系统的实时处理中.本文在对BP算法详细分析的基础上,建立了算法的递归模型,导出了递归BP算法的处理流程并对其运算量进行了分析.ImpSPR实测数据处理结果表明,递归BP成像方法可以大大降低运算量,有效的运用于ImpSPR系统实时处理中,同时也可用于机载合成孔径雷达系统.     

基于距离补偿的毫米波近场成像算法

毫米波全息成像采用远场成像的近似模型,导致最终成像质量下降。针对上述问题,提出了一种基于距离补偿的毫米波近场成像算法。该算法用近场条件下的精确模型改进了传统成像算法的近似模型,利用成像平面与天线阵元的距离进行成像补偿,然后通过最大值投影和Lee滤波进行成像。实验结果表明,与毫米波全息成像算法相比,该算法在提高图像清晰度的同时,能够保留成像目标的更多信息。     

一种基于时频分布尺度变换的ISAR成像新方法

 空中或海面目标复杂运动所产生的方位二次相位项,会造成方位成像的严重散焦;而传统的RD成像方法、WVD瞬时成像方法、Radon-Wigner成像方法和DechirpClean成像方法由于成像效果差或运算效率低等因素,不适合复杂运动目标的ISAR成像;因此,针对这些问题,本文提出了一种基于时频分布尺度变换的ISAR成像新方法,即把包络对齐后的各距离单元数据变换到时频平面内,通过尺度变换,解信号瞬时时间和相关函数延迟量的耦合影响,把方位二次相位项所产生的时频平面内的斜线校正成平行于时间轴的直线,并沿时间轴进行能量积累,减少交叉项的影响,最终对复杂运动目标进行高分辨ISAR成像.该方法成像效果好,同时,可以通过快速变换算法实现,因此,运算效率较高,适合实时成像.最后,通过仿真和实测数据验证了该方法的有效性.     

圆周扫描地基SAR频域三维成像算法

圆周扫描地基SAR(GBCSAR)是一种具备三维成像能力的地基SAR系统,其运动轨迹特殊,给三维成像带来难度。后向投影(BP)算法适用于该系统成像,但其计算量巨大,难以实现实时成像。应用于机载圆迹SAR成像的频域算法由于机载圆迹SAR与GBCSAR系统在成像模型和信号模型上都存在差异,因此无法应用于GBCSAR。因此,本文提出了一种针对GBCSAR的频域三维成像算法。本文在GBCSAR系统模型的基础上,推导信号由斜距平面转换到成像平面的解析表达,在频域进行匹配滤波,实现信号的聚焦。之后对本算法的适用条件进行讨论。最终经过仿真实验,本文提出的算法得以验证,并对本文算法与BP算法的成像质量和成像效率进行对比,证明本文提出的频域成像算法可以实现高效成像。      

旋转扫描地基SAR大视场快速成像算法

旋转扫描地基合成孔径雷达(ArcSAR)具备高分辨率、大视场、重访周期短等优势,因此近年来受到越来越多的关注并逐渐被应用于地面形变监测。该系统特殊的运动轨迹(弧线)增加了成像算法难度。虽然时域算法能够获取ArcSAR高精度的成像结果,但时域算法计算效率较低。因此本文提出一种新的针对ArcSAR的频域成像算法。首先给出了ArcSAR的几何模型以及信号模型。然后论述了算法原理,并对二维频域匹配滤波器进行了推导。之后对算法的适用条件进行讨论。最后利用仿真实验对算法的适用条件进行验证,并对时域成像算法和本文提出的快速成像算法的成像效率和成像质量进行比较。      

一种多体制兼容的微波成像新技术

虚拟透镜成像技术是一种可以兼顾远、中、近不同距离的成像新技术,但该技术是在被动成像的基础 上发展起来的,适用于被动成像、半主动成像以及常规相控阵成像。在主动全息成像以及合成孔径成像系统中,由 于天线单元依次工作并收发信号,目标回波信号具有不同的传播路径和相位延迟特性,因而不能直接采用虚拟透镜 成像技术。文中对虚拟透镜成像技术进行扩展,针对主动全息成像和合成孔径成像的特点,引入了阵列属性参数, 将其与信号传播路径和相位延迟特性进行关联,建立了一种多体制兼容的成像快速算法统一架构,并对相位加权算 法进行了优化。所提出的新算法适用范围更广泛,且相位加权算法简洁易实现。最后进行了成像验证,实验及仿真 结果证实了新算法的有效性。     

一种基于幅度补偿的毫米波近场成像算法

毫米波近场全息成像中通常忽略幅度因子影响成像质量，且成像效率较低。针对以上问题，提出一种基于幅度补偿的近场成像算法。该算法首先对雷达回波信号进行幅度补偿，然后采用降维操作降低算法复杂度。实验结果表明，相对于全息成像，所提近场成像算法不仅可以提高图像重构质量，还能加快成像处理速度。     

基于双频融合的微波全息成像算法研究

针对单频微波全息成像算法在目标距离向分辨率的局限性,提出一种基于双频融合的微波全息成像算法。该算法通过将对目标的照射频率从单频扩展至双频,以获取目标高斯相位信息,并利用此相位信息增加对目标距离向的分辨能力,抑制在单频成像过程中出现的距离混叠效应。利用Matlab对基于双频融合的微波全息成像算法进行性能仿真,并通过在仿真中增加空间采样位置抖动作为非理想因素来检验该算法的实际应用鲁棒性,最终利用实验平台验证该算法在目标探测应用中的有效性。实验结果表明,基于双频融合的成像算法可减少相近目标距离向之间的干扰,有效抑制在单频成像过程中出现的距离混叠效应。     

基于时分MIMO的地基雷达高分辨率成像研究

基于时分多输入多输出(MIMO)的地基雷达成像有许多很好的应用价值,比如替代合成孔径雷达成像在山体滑坡监测方面的应用。针对基于时分MIMO的地基雷达高效高分辨率成像,该文提出一种基于逆傅里叶变换脉冲压缩和波束形成的成像算法。雷达通过步进频连续波技术获得高距离向分辨率,利用MIMO技术获得高方位向分辨率。通过逆傅里叶变换法实现雷达数据距离向压缩,采用波束形成算法实现雷达数据方位向压缩。同时该算法还针对MIMO天线阵列所引起的回波信号相位不连续问题进行了适当的校正,在保持算法高效性的同时提高了成像质量。根据真实的山体滑坡监测成像场景参数,通过数值仿真验证了该成像算法的可行性,应用在山体滑坡监测上理论效果良好。     

跳频脉冲雷达目标的距离-多普勒成像

该文采用跳频脉冲信号作为成像雷达信号形式,研究了一种雷达等效转台目标距离-多普勒成像的新算法。与常规步进频率雷达傅里叶变换成像算法相比,该算法具有多普勒不模糊范围大的特点,因而克服了步进频率雷达成像算法容易产生多普勒混叠的缺点。计算机仿真结果表明了该算法的有效性。