距离频率ML方法无模糊估计动目标径向速度

在合成孔径雷达-地面动目标检测系统中,需要无模糊地估计运动目标的径向速度．当径向速度接近最大不模糊速度时,传统多通道最大似然方法的估计性能下降．针对以上问题,提出一种基于距离频率干涉相位的最大似然估计方法．相较于传统方法,所提方法有效地降低了概率密度函数扩散的影响,当径向速度接近最大不模糊速度时能够实现准确估计．从相关系数和干涉相位两个方面分析了噪声对径向速度估计的影响机理,并通过增加独立样本来减小噪声的影响．     

解运动目标径向速度模糊的一种新方法

采用多天线合成孔径雷达可以对运动目标进行检测和测速．为获得好的检测性能,基线长度应该比较长,但在这种情况下会出现测速的速度模糊问题．研究多天线SAR-GMTI系统在估计较大径向速度时的解模糊方法,从理论上分析推导了运动目标干涉相位与雷达系统参数的关系,揭示了基线长度和载波波长改变系统速度响应的机理,提出了一种新的SAR-GMTI速度解模糊方法．本方法同时利用了参差基线和参差频率的解模糊能力,比常规单参差方法解模糊能力更强．同时,提出一种数值计算方法可以简单有效地计算出目标不模糊径向速度．理论分析及计算机仿真验证了本方法的有效性．     

一种改进匹配滤波器组的方位向速度估计方法

高径向速度目标常会引起严重的距离走动,对方位向速度的估计造成较大的影响．针对此问题,提出了一种新的方位向速度估计方法．该方法分析了运动目标在不同域中的信号形式,并发现在二维频域中动目标的方位调制和距离走动体现在同一指数项中,利用该特点在二维频域构造匹配滤波器组估计方位向速度．相比于传统方法,本方法可使方位向速度估计独立于径向速度,并规避了距离走动对方位向速度估计的影响．本方法均适用于机载和星载SAR系统．仿真和实测数据验证了本方法的有效性和稳健性．     

分布式卫星SAR面目标径向速度估计方法

研究了分布式卫星合成孔径雷达(SAR)存在混合基线下的低信杂比面目标径向速度估计问题.在SAR图像域自适应补偿场景高程干涉相位基础上,对面目标分布区域数据,利用修正的信号拟合方法估计目标径向速度.能有效避免低信杂比情况下传统自适应匹配滤波方法参数估计精度下降问题.仿真结果表明,该方法具有良好的径向速度估计性能.     

步进频率雷达目标径向速度的估计

针对步进频率(SFW)雷达探测运动目标时,距离方向的目标速度导致相参合成一维距离像失真的问题,提出一种简单目标径向速度的估计和补偿方法,即改变发射信号的步进频率值会得到含有不同误差的径向距离,再借助脉冲重复频率(PRF)和目标径向速度与距离的关系,即可实现对径向速度的精确估计,从而完成相位误差修正,提高距离像的质量.对单个和两个运动目标进行仿真计算的结果表明,该方法测速精度较高,计算量较小,实现容易,适于工程应用.     

基于宽带欠采样阵列的频率估计算法研究

鉴于宽带欠采样阵列的常规FFT频率估计算法只适用于输入信噪比较高且精度要求不高的单信号频率估计,给出了多组采样频率联合解模糊的方法,在无需增加复杂配对算法的情况下,实现了多信号频率的无模糊估计．针对常规FFT法估计精度不高的问题,提出了一种分级高分辨频率估计方法（CMUSIC算法）．该算法估计精度可达到10kHz级,相对于常FFT法的MHz级提高了至少一个数量级．最后,仿真结果验证了本文所提方法的有效性．     

一种用于高脉冲重复频率雷达的TBD检测算法

针对高脉冲重复频率雷达高速运动弱小目标检测的距离模糊问题,提出了一种基于动态规划的检测前跟踪算法。在目标的状态转移方程中,将目标的实际距离转化为模糊距离和模糊数两个变量,将解距离模糊问题转换为对模糊距离和模糊数的联合估计问题。文中提出的基于动态规划的检测前跟踪算法,通过最大后验概率估计方法(MAP)联合估计目标的模糊距离、多普勒速度和模糊数的变化,在存在距离模糊的情况下完成了对高速弱小目标能量的积累和检测。仿真结果表明,在多重脉冲重复频率工作模式下,该算法对高速运动弱小目标具有很好的检测性能。     

用干涉式APES算法实现干涉阵盲DOA估计

针对干涉阵的波达方向估计,提出一种干涉式幅相估计的盲波达方向估计算法.利用干涉式幅相估计算法的空间谱和模型阶数选择准则获得目标个数和目标方向余弦的粗估计;使用子阵间的相位中心偏移来获得目标方向余弦的精估计.针对干涉阵带来的测角模糊问题,采用双尺度解模糊算法得到高精度且无模糊的目标波达方向估计.该算法是一种盲波达方向估计方法,精度较多重信号分类算法和双尺度旋转不变子空间算法的高.计算机仿真结果和实测数据验证了干涉阵波达方向估计的高精度测角性能和有效性.     

空时欠采样下多目标频率和方位联合估计新方法

针对空时欠采样下多个窄带信号参量估计问题,提出了一种基于同时估计多实数的广义稳健中国剩余定理的频率和方位联合解模糊方法.该方法首先对任意单阵元采用多次时域欠采样,获得多个目标的模糊的频率估计值,然后利用同时估计多个实数的广义稳健中国剩余定理估计出多目标的无模糊频率;在空时欠采样下,获得多组阵元接收到的信号相位差的模糊值,再利用广义稳健中国剩余定理解相位模糊,从而估计出多源信号的真实方位.仿真实例表明新提出的方法可以在空时欠采样情况下有效地对多个目标同时解频率和方位模糊,频率和方位联合估计的精度高,稳健性好.     

机载三通道SAR/GMTI快速目标运动参数估计

针对常规SAR/GMTI系统无法获取快速目标信息的问题,提出一种基于解PRF模糊的快速目标检测和运动参数估计方法．首先将三通道SAR/GMTI数据在方位压缩后的距离频域两两对消抑制杂波,然后进行PRF模糊数估计．在方位压缩后的距离频域利用快速目标运动引起的模糊数与目标直线轨迹斜率的对应关系,通过Radon变换来搜索模糊数,同时得到目标轨迹直线斜率．已知直线斜率后进行方位徙动校正,并以最小熵准则搜索实现方位向聚焦,进而通过距离匹配滤波实现快速目标成像．仿真和实测数据结果均验证了该方法的有效性．     

基于两视处理的单通道SAR地面运动目标检测和定位

提出一种基于两视处理的单通道合成孔径雷达运动目标检测和定位方法．该方法根据静止场景和运动目标的多普勒谱的偏移不同,先把回波的多普勒谱分成对称两段分别成像。然后对两子视合成孔径雷达图像进行非相干相减，从而对消地杂波，增强数据的信杂噪比,提高运动目标检测能力,在对运动目标进行定位时．从合成孔径雷达图像中加窗取出运动目标的复信号并计算其多普勒谱。通过估计运动目标多普勒谱相对于静止目标的平移量．可对运动目标进行较准确的定位并可进一步降低虚警概率。     

一种多频连续波雷达的航迹起始波门设计

针对测距误差从大到小循环变化的二次差频连续波雷达航迹起始十分困难的问题,提出了一种与径向速度及其差值波门和扇形波门配合使用的模糊距离波门用于航迹起始,剔除由于目标径向速度相差不大而产生的虚假航迹.仿真结果表明了该波门的有效性.     

基于DPCA-FrFT算法的SAR运动目标参数估计

在双通道的工作模式下,结合DPCA技术和分数阶傅立叶变换实现了对SAR运动目标的定位和两个方向(方位向和地面距离向)上速度的估计。首先建立了双通道SAR系统对运动目标的回波信号模型,阐述了动目标DPCA信号为线性调频信号这个特点,并且根据这个特点采用了分数阶傅立叶变换对其进行检测和参数估计。由于DPCA技术具有良好的杂波对消功能以及FrFT对chirp信号的良好检测效果,在不同信噪比情况下,DPCA-FrFT算法都能有效地抑制静止背景、获得良好的测速和定位效果。仿真结果证明了该算法的正确性和有效性。     

解线频调步进频率ISAR成像研究

提出一种采用两次相干化处理实现对解线频调步进频率的逆合成孔径雷达(ISAR)成像算法．首先对回波进行相干化预处理,以估计运动目标的参数,并对相干化后的回波进行补偿;之后,采用相位相干化技术对残留相位误差进行校正,并利用时域带宽拼接技术获得目标的高分辨一维距离像．最后利用传统方位成像算法获得目标的高分辨ISAR图像．仿真数据验证了该方法的有效性．     

Frequency band synthesis STAP-GMTI system architecture with the reciprocal transceiver

The reduction of the signal bandwidth and sampling frequency is conducive to the realization of antenna array thinness based on the micro system so as to improve the adaptability of the large aperture antenna on the ultra-high speed platform.However,the high-resolution range profile of the ground moving target is required for accurate tracking and recognition of the ground moving target.In order to solve this problem,a system architecture and processing method based on the low instantaneous bandwidth digital array of transceiver reciprocity is proposed,which can realize high resolution ground moving target display(GMTI) by frequency band synthesis.Because the array transceiver reciprocity can realize the coincidence of the equivalent phase center,the phase difference of the target deviated from the beam center does not need to be compensated in the process of bandwidth synthesis,and the precise synthesis of large bandwidth signals can be realized.After the synthesis of the wideband signal,the clutter is suppressed by space-time adaptive processing(STAP) to realize the detection of ground moving targets.Simulation results verify the correctness of the system architecture and processing method.     

基于联合像素模型的InSAS干涉相位估计方法

针对干涉合成孔径声呐(InSAS)成像的特点,提出了一种新的联合观测矢量构造方法用于InSAS干涉相位的估计。新方法构造的观测矢量的协方差矩阵具有确定的噪声子空间维数(为定值1),避免了原方法中因噪声子空间维数估计不准确带来的相位估计误差;另外,观测矢量构造维数更少,提高了计算效率。仿真数据及InSAS实测数据的处理结果证明了此方法的有效性。     

3D打印AlSi10Mg合金组织性能研究

二维稀疏舰船目标的三维干涉ISAR成像

王勇^1,2,陈雪飞^1,2

(1.哈尔滨工业大学 电子工程技术研究所,哈尔滨 150001;

2. 对海监测与信息处理工业和信息化部重点实验室 哈尔滨 150001)

创新点说明：

提出一种当舰船目标回波处于两维稀疏情况时的三维InISAR成像算法,具体创新性可说明如下：

1） 首先将距离维稀疏回波进行稀疏重构;然后利用全局类补偿方法对重构后的信号进行包络对齐、相位校正和图像配准;接着考虑舰船目标在成像时间内近似为平稳运动,对接收的稀疏回波提取出有效数据,进行方位压缩得到目标的高分辨ISAR图像;最后通过干涉处理得到目标的三维几何重构图。

2） 本文所提方法解决了回波两维稀疏情况下舰船目标的三维InISAR成像问题,可有效适用于回波距离维随机缺失、方位维随机缺失和块缺失的情况;相对于传统的三维成像算法,本文算法可得到更好的成像结果。

研究目的：

为解决回波处于两维缺失时舰船目标的三维InISAR成像问题,提出一种针对回波距离维随机缺失、方位维随机缺失和块缺失时的舰船目标三维InISAR成像算法。该算法具有一定的有效性和实用性,可实现在方位维回波随机缺失75%时的成像,块缺失中有效回波仅占接收回波1/8时的舰船目标三维InISAR成像。

研究方法：

1）对回波距离维随机缺失数据采用梯度自适应算法进行稀疏重构,得到重构的回波;

2） 利用全局平均一维距离像熵最小算法估计出中心雷达回波中目标的运动参数,利用该参数对各雷达回波进行距离对准;

3） 利用联合相位校正算法对包络对齐后的三雷达回波进行处理,在实现回波相位校正的同时消除回波间的波程差,实现各图像间的配准;

4） 将成像时间内舰船目标的运动近似为平稳运动,提取出接收回波中的有用数据进行方位向压缩后得到三幅ISAR图像;

5） 分别沿两基线进行干涉处理,并结合测距信息即可得到目标的三维几何重构,从而实现回波两维缺失时舰船目标的三维InISAR成像。

研究结果：

1） 由不同稀疏重构算法对距离维信号的重构误差对比图可看出,本文中的梯度自适应算法能获得更好的结果;

2） 由回波两维随机缺失时舰船目标的三维InISAR成像结果可看出,回波在不同的缺失情况时均能得到目标很好的三维图像,即使回波中有效数据仅占25%时。

3）由距离维随机缺失、方位维块缺失时舰船目标的成像结果可发现,本文算法对处于不同缺失情况下的回波均能实现目标的三维几何重构,表明了该算法的有效性。

4） 通过对采用不同图像配准算法的舰船目标三维几何重构图分析可以发现,本文算法更适用于稀疏孔径下目标的三维InISAR成像。

结论：

当雷达接收回波处于两维稀疏时,传统的运动补偿和图像配准算法将无法获得目标运动的精确补偿和图像间的精确配准,使得稀疏孔径下舰船目标的二维成像质量下降,三维几何重构精度偏低。本文提出一种针对回波处于两维稀疏时舰船目标的三维InISAR成像算法,仿真实验结果可看出,该算法适用于回波处于距离维随机缺失、方位维随机缺失或块缺失的舰船目标三维成像,验证了所提算法的有效性。

关键词：3-D InISAR, 两维稀疏,梯度自适应算法,平均一维距离像,联合相位校正

     

基于Keystone变换的低信噪比ISAR成像

在ISAR成像中,当目标平稳飞行时,对于低信噪比的回波数据,常规的运动补偿方法不再适用,故提出一种基于Keystone变换的运动补偿方案,完成对低信噪比数据的处理. 利用Keystone变换校正由目标速度引起的线性距离走动,通过对相邻距离像相干积累以提高数据信噪比,进而引入相关法和PGA法完成对高次项运动的补偿. 仿真实验的结果表明,针对低信噪比数据的处理,基于Keystone变换的运动补偿方法优于传统的方法,从而有效地提高了成像雷达的作用距离.