用转台数据模拟运动目标的ISAR研究

有关ISAR成象的模拟研究,近年来得到广泛重视。在微波暗室转台实验数据的基础上,假设一定的目标轨迹移动,使之等效于从运动目标上获得的,然后对处理过的数据再作运动补偿和成象处理。最后给出了两种运动轨迹的模拟成象结果。     

用雷达目标模型散射场研究雷达成象

本文通过计算雷达目标模型的后向散射场来获得雷达回波数据,并用这组数据进行雷达转台成象研究.成象结果表明,作为一种仿真手段,通过计算后向散射场来模拟雷达回波,在逆综合孔径雷达(ISAR)研究中是行之有效的.     

采用窄Stretch信号的ISAR成象与运动补偿

论文讨论了窄Stretch信号用于ISAR成象的可行性。详细地分析了窄Stretch信号所特有的平方相位项对成象及散射重心运动补偿法的影响,并提出了一种消除平方相位项影响的运动补偿方法。理论分析与计算机模拟都表明了这种方法是有效的。     

弹头目标的ISAR回波特性分析

针对弹道导弹目标进行逆合成孔径雷达(ISAR)成像问题,对沿轨道高速运动并同时伴有自旋的弹头ISAR回波特性进行了分析.首先建立了弹头目标的运动模型和ISAR回波模型,将弹头的自旋矢量沿雷达视线方向和垂直于雷达视线方向进行分解,然后分别分析了弹头目标的轨道运动和自旋对回波信号的影响,最后进行了仿真分析.理论分析和仿真结果表明:弹头目标沿轨道的高速运动会使目标散射点产生严重的越距离单元徙动,而弹头的自旋会使目标散射点产生严重的越多普勒单元徙动,并使回波多普勒谱展宽,因而这两者都必须进行补偿.     

匀加速旋转目标ISAR成像的横向分辨率

对于机动目标,目标相对于雷达的转动在一定条件下近似为匀加速转动,运动补偿后目标各散射点回波多普勒频移可近似为线性函数．该文研究了此时逆合成孔径雷达（ＩＳＡＲ）成像的方法,讨论了横向分辨率和旋转角度的关系,并证明了在一般情况下和匀速转动时的关系是一样的     

均加速旋转目标ISAR成像的横向分辨率

对于机动目标,目标相对于雷达的转动在一定条件下近似为均加速转运,运动补偿后目标各散射点回波多普勒频移可近似为线性函数。该文研究了此时逆合成孔径雷达（ＩＳＡＲ）成像的方法,讨论了横向分辨率和旋转角度的关系,并证明了在一般情况下和均速转动时的关系是一样的。     

高速运动平台MIMO雷达“三跨”补偿研究

针对高速运动平台MIMO雷达地面动目标“三跨”运动及补偿的问题,建立空间模型,导出了回波时延和发射方向图随时间及周期变化的公式。分析了回波的特性,给出“三跨”走动的表达式,提出了用预补偿校正目标跨距离单元走动和跨波束走动,并结合分数阶傅里叶变换(FrFT)补偿目标跨多普勒单元走动的方法。该方法可以实现对目标“三跨”运动的同时补偿,且由于预补偿是对发射信号进行处理,其计算量远低于现有的补偿算法。最后用MIMO雷达稀布阵的思想,采用“稀疏发射紧凑接收”的方式进行跨波束走动及补偿的仿真,仿真结果证明了预补偿与FrFT相结合的补偿方法对于“三跨”走动补偿的有效性。     

基于InISAR技术的三维成像

建立了在目标与天线电轴间存在较大斜角情况下的干涉式逆合成孔径雷达(InISAR)三维成像模型.研究了甘标运动补偿误差对干涉测量的影响,并给出运动补偿的详细步骤.由于相位差以2π为周期,所以运动补偿误差对测量结果的影响也是周期性的,这可能造成日标像的横向折叠,本方法首先估计出目标像重心相位,然后将目标像重心作为目标的基准点对相位差进行补偿以校正目标的偏移.测量得到的目标三维坐标并不是在直角坐标系下得到的,给出了坐标转换的公式.最后用仿真结果验证了此方法的有效性.     

一种机载MIMO雷达地面运动目标成像方法

针对传统机载合成孔径雷达（SAR）对地面非合作运动目标成像中存在的运动补偿难题,通过空间并行采样获取目标散射信息,提出了一种机载MIMO雷达的高分辨成像方法.与机载SAR不同在于该成像方法采用单次快拍的方式,从而可避免对非合作运动目标进行运动补偿.同时采用单次快拍成像方法可避免传统SAR方位向上长时间多脉冲采样积累,提高了信息获取的实时性.仿真结果证实了所提出方法的可行性.     

旋转目标一维和二维成象处理之间的关系

本文针对旋转目标逆合成孔径雷达成象(ISAR)处理中的距离—多卜勒(R-D)处理和由投影层析成象(CT)处理两种基本方法,研究了它们之间的基本关系,讨论了它们各自的处理特点和处理能力。结果表明这两种基本方法其实质是一致的,只不过各自有其应用条件和特点。本文研究的目的在于更深刻地认识现有的一些ISAR成象处理方法的内在联系,为寻求新的、实时、高分辨的ISAR成象处理方案探索途径。     

窄带高分辨MIMO雷达图像特性分析

针对窄带MIMO（NMIMO）雷达的目标识别问题,着重对目标NMIMO图像特性进行了研究.首先对NMIMO雷达成像方法进行了简要介绍;然后结合4种典型运动方式,分别分析了目标NMIMO雷达图像上散射中心位置参数、散射中心幅度以及图像分辨力3种参数的分布特性,并给出了不同运动方式下目标NMIMO雷达图像3种参数的变化规律.最后,通过仿真目标的成像结果对相关结论进行了验证仿真.结果表明：相对散射中心幅度和图像分辨率,散射中心结构更不敏感于目标姿态的变化,验证了理论分析的正确性.     

基于功率谱AMSF的微动特征提取算法

以旋转周期估计为核心的微动特征提取技术是对空间自旋目标、空间碎片和弹头等目标进行成像和识别的基础,转速估计的精度直接影响成像和识别的结果.从旋转目标的窄带雷达散射机理出发,建立了旋转散射点的基频回波模型.针对旋转运动导致窄带回波是多分量SFM信号的特征,对多分量SFM信号的频谱进行了分析,根据其周期特征,提出了基于信号功率谱AMSF的微动特征提取算法.通过仿真验证了该算法在较低的信噪比下有较高的精度和稳定性.该方法有较强的应用前景.     

基于最大锐度半正定规划的线阵SAR自聚焦三维成像

线阵合成孔径雷达（LASAR）三维成像技术是一种具有重要潜在应用价值的新型雷达成像技术。但在一个脉冲重复时间中,LASAR系统中需采用阵列天线多个天线相位中心同时接收回波,仅利用载荷单个测量位置的导航测量系统（如惯性测量系统或全球定位系统）数据难以精确补偿LASAR阵列天线多个相位中心的运动误差。为了克服运动误差对阵列多天线相位中心影响,该文提出了一种基于最大锐度半正定规划的LASAR后向投影自聚焦成像算法。该算法建立了后向投影成像算法处理的线性数学模型,结合LASAR三维图像锐度最大化原则,利用迭代逼近最优方法对阵列多天线相位中心运动误差引入的相位误差进行估计。另外,为了提高自聚焦算法运算效率,仅采用主散射目标区域进行相位误差估计。仿真数据和实测数据验证了该算法的有效性。     

ISAR Imaging and Cross-Range Scaling Based on Image Rotation Correlation

With the rapid advancement of technology, not only do we need to acquire a clear inverse synthetic aperture radar (ISAR) image, but also the real size of the target on the imaging plane, so it’s particularly important for the ISAR to rescale the images. That is, the ISAR image which is in the range-Doppler domain is converted into the range-azimuth domain. Actually, the key point to solving the problem is to estimate the rotation parameters. In this paper, a new scheme to rescale the images is proposed. For the sake of solving the problem of two-dimensional image blur and target high-speed, the instantaneous range instantaneous Doppler (IRID) method is used to obtain ISAR images, and the rotation parameters are estimated by comparing the rotation correlation of the two images. Using this method, the error of the estimated rotation parameters is greatly reduced, so that the target can be rescaled accurately. The simulation results verify the effectiveness of the proposed algorithm.     

多径条件下舰船目标散射特性分析与实验

岸基对海雷达探测舰船目标时会受到起伏海面的影响,形成电磁波传播的多径效应,对舰船目标雷达散射特性产生影响.根据电磁波传播的四路径模型,提出一种多径条件下舰船目标散射特性的统计分析方法,分析得出了起伏海面对舰船目标散射回波的平均影响系数,基于雷达方程指出该系数对雷达目标回波功率的影响程度.利用声波和电磁波之间的相似特性,采用水声测量实验的方式对多径条件下舰船目标回波特性进行了实验.实验结果验证了方法的有效性.     

Three-dimensional scattering center modeling and a fast SAR simulation method for ship targets

The direct SAR imaging method has a low efficiency when used for realizing the target echo simulation and SAR imaging,which will meet,with difficulty,the requirement of rapid SAR generation in the closed-loop verification process of sea detection guidance.In this paper,we propose a SAR simulation method based on three-dimensional(3D) scatter centers.First of all,the 3D scattering centers of a ship target from different perspectives are obtained by the 3D fast imaging based on the ray tube integral and 3D scattering center extraction based on the CLEAN algorithm.Then,the target SAR echo data and image aggregation processing are quickly calculated to obtain the SAR complex image through the geometric modeling of SAR imaging from the corresponding perspective.The method makes comprehensive use of electromagnetic scattering center extraction and complete SAR processing flow,which can significantly improve the efficiency and flexibility of target imaging simulation under the condition of maintaining the electromagnetic calculation accuracy.The calculation accuracy,efficiency,and flexibility of the proposed method are verified by taking a typical ship target as an example.     

基于外辐射源的分布式无源雷达成像算法

针对利用非合作外辐射源对空中运动目标进行成像这种新体制无源雷达系统,提出了一种基于二维傅里叶变换进行目标重建的分布式无源雷达成像算法.该算法通过接收来自多个外辐射源的回波数据,经过坐标变换和二维插值运算,直接在接收数据空间利用二维傅里叶变换重建目标的散射函数分布.分别选取了12个电视台信号在目标转动30°和10个电视台信号在目标转动11°两种典型情况进行了仿真实验,结果验证了算法的可行性.