基于GPU并行处理的SAR回波仿真器设计方法

针对合成孔径雷达(SAR)设计了一种基于GPU的回波仿真器,使用并行计算的方法提高SAR回波模拟的效率。仿真数字回波信号通过数/模转换,转换为射频信号输出给SAR系统。使用了BP成像算法对仿真器模拟得到的点目标及分布式目标回波数据进行成像处理,验证了提出的SAR回波仿真器的有效性。实验分析表明,使用GPU并行处理的方法提高了SAR回波仿真的效率。     

接收机固定的双基SAR的CS算法

分析了接收机固定的双基SAR系统的回波信号模型,结合单基SAR的CS成像算法思想,推导和提出了接收机固定的双基SAR系统的CS成像算法.该算法可以很好的解决包络徙动及其空变问题,且不需要插值,运算量小,与波数域算法相比,效率更高,而且相位保持性好.最后用该算法对仿真的点目标双基回波进行成像处理,得到了点目标的聚焦图像,验证了本文算法的有效性.     

大斜视双基地SAR的二维可分离成像算法

提出了大斜视双基地SAR的二维可分离成像算法.首先建立了大斜视双基地SAR回波信号模型,并对其距离徙动和方位调频率的变化特性进行了分析;在此基础上,将二维可分离成像算法推广应用到了双基地SAR领域,解决了大斜视双基地SAR回波信号线性距离徙动补偿后方位调频率在方位向出现的空变性问题.算法采用了由平移不变双基地SAR几何关系所确定的新匹配函数,并考虑了3次相位项对成像效果的影响,改善了成像的效果.最后通过点目标仿真验证了算法的有效性.     

基于FastICA的SAR抗噪声干扰研究

在合成孔径雷达信号优化问题的研究中,信号很容易受到噪声的干扰,从而影响其成像结果.为了在信号处理端研究出抗噪声干扰的有效方法,分别将各种噪声干扰信号,如射频噪声干扰信号、噪声调幅干扰信号、噪声调频干扰信号等,与原始SAR回波信号的混合信号作为观测信号,模拟受到干扰之后的SAR回波信号,采用FastICA算法对观测信号进行分离,从而得到原始SAR回波信号,达到抗噪声调幅干扰的目的.通过对条带式SAR点目标成像进行仿真,结果表明,FastICA算法能有效地消除噪声干扰.     

一端固定的双站SAR成像算法研究

首先针对一端固定的双站SAR构型,建立了相应的回波信号模型;接着推导出该模型下的Chirp Scaling成像算法;最后,通过多点目标成像的仿真证明:该算法成像精度高,能得到聚焦良好的SAR图像,且避免了插值运算,处理速度快,可以用于此种构型双站SAR的实时成像处理.     

FM-CW SAR动目标检测算法研究

借鉴发射调频三角波信号构建双通道回波数据的思想,结合DPCA技术,对机载单天线FM-CW SAR动目标检测算法进行深入研究。在常规FM-CW SAR成像过程中可忽略的RVP项,在杂波对消时会引起严重通道相位失配,导致动目标检测失败,因此,在分析FM-CW SAR动目标检测原理的同时,重点研究了RVP对动目标检测结果的影响并给出补偿方法。理论推导和仿真实验证实了算法的可行性与正确性。     

匀速运动目标的聚束SAR成像特征分析

运动目标的合成孔径雷达(SAR)成像特征是SAR/GMTI系统中进行运动目标检测和成像的基础.以往研究都是在两维可分离条带SAR成像算法条件下讨论目标运动对成像的影响,而很少考虑高分辨聚束SAR成像算法处理后运动目标的成像特征.本文推导了两种典型高分辨聚束SAR成像算法(RMA和PFA)处理后的动目标误差谱表达式,并在此基础上从目标几何定位误差、残留距离徙动和散焦等方面给出了完整的聚束SAR运动目标响应特征分析.最后通过仿真数据处理验证了分析结果.     

基于Otsu方法和数学形态学的SAR图像海岸线检测

合成孔径雷达(SAR)图像海岸线检测,在很多海洋应用中具有重要意义。由于受海风和海浪影响,海面有时会产生强回波信号,以及受speckle噪声等其他因素的影响,SAR图像中海洋和陆地缺乏对比度,边界不清晰,用传统的阈值门限法等进行海岸线检测很困难。本文提出一种改进的海岸线检测方法,该算法引入最大类间方差法(Otsu方法)和数学形态学算法,以较小的计算量检测出了海岸线。通过使用Envisat ASAR图像进行实验,证明该方法具有较好的检测效果和检测速度,检测出的海岸线和原始图像的海岸线有很好的匹配,检测精度与边界追踪算法比较有所提高。     

基于切比雪夫多项式的双基地前视SAR成像算法

双基地前视合成孔径雷达(SAR)的特殊构型使其距离历程具有双根号和大斜视的特点,给回波信号的成像处理带来困难,也对成像算法的精度提出更高要求,为此提出一种基于切比雪夫多项式的双基地前视SAR RD成像算法.首先,建立双基地前视SAR的几何模型与回波信号模型,指出收发分离构型对二维频谱公式推导过程中驻定相位点求解的影响;然后,引入切比雪夫多项式展开代替传统成像算法中的泰勒级数展开,在此基础上进行双基地前视SAR斜距等效模型和二维频谱模型的推导;最后,通过分析确定双基地前视SAR RD成像算法的相位匹配函数,给出成像算法的完整流程.仿真结果表明,所提出算法可极大减小双基地前视SAR的斜距等效误差与频谱展开误差,有效提高成像算法的聚焦深度和成像质量.     

混沌信号雷达SAR成像的新方法

针对现有的合成孔径雷达(SAR)成像方法,介绍了隐抽样平均算法的基本原理及时延确定的方法;进一步,将隐抽样平均算法用于SAR成像中,提出了基于隐抽样平均的SAR成像算法;该成像算法利用二元混沌信号作为雷达发射信号,通过产生一个特征波形来指示目标的时延;与传统的SAR相关成像算法相比,该成像算法不仅简单易行,运算量小,成像时间短,成像效率高,而且重构图像具有较高的图像分辨率;仿真结果表明,图像中的目标轮廓清晰,图像品质较高。