双基地合成孔径雷达相位梯度自聚焦算法

研究并提出了一种双基地合成孔径雷达(BSAR)相位梯度自聚焦(PGA)算法.首先分析了PGA算法的推导过程,对其推导前提和适用范围进行了研究,指出其应用于BSAR自聚焦的合理性.然后对BSAR两维分辨矢量及点扩展函数特性进行分析,得出误差导致图像散焦的方向.根据双基地SAR图像特点,提出了当PGA算法应用于BSAR时应根据成像几何对图像进行旋转,沿垂直距离分辨方向进行的方法.计算机仿真证明改进后的PGA算法是一种有效的双基地SAR自聚焦算法.     

相位梯度自聚焦算法在条带模式SAR中的应用

相位梯度自聚焦(PGA)算法是一种稳健的高分辨SAR相位校正方法，在SAR领域得到广泛应用。但PGA是对聚束模式成像提出的，不能直接用于条带模式。本文利用两种模式之间的内在联系，将条带模式SAR数据分块处理，等效成聚束模式数据。然后，用聚束照射SAR成保算法实现成像，此时就可以利用PGA完成各决于图像的自聚焦过程，最后将各于固体适当拼揍，从而实现条带模式SAR的PGA处理，外场数据的处理证实了本文方法的可行性，同时，分块处理条带SAR数据实现了聚束照射SAR与条带模式SAR成像算法上的统一。     

基于TS201系列DSP的PGA算法实现

相位梯度自聚焦(PGA)算法被广泛用于机载合成孔径雷达(SAR)成像中.由于其过程复杂,数据处理量大,为满足机载SAR实时处理的要求,选用具有强大处理能力的TS201 DSP.为了充分发挥TS201的性能,利用PGA原理和TS201处理器的特点,对算法流程进行优化,并且对最耗时的FFT采用了汇编语言实现,使得运算量和处...     

用DSP实现合成孔径雷达图像自聚焦算法的研究

研究SAR图像PGA自聚焦算法在DSP中实现的具体流程和算法结构,文中给了算法的具体实现方法.对DSP的任务进行了划分,论证了DSP实现中运算量,实时性等重要因素.给出了实际设计DSP选型的建议.通过分析指出用DSP实现SAR图像的自聚焦算法是完全可行的.本文对高分辨率SAR处理机的设计有一定参考价值.     

自适应越渡点的SAR图像模糊对比度增强算法

SAR图像存在动态范围小、对比度差和细节信息不清晰等质量问题,制约了SAR图像的信息获取能力。针对这一问题,提出自适应越渡点的SAR图像模糊对比度增强算法。该算法分析了经典模糊增强方法的局限性,利用SAR图像灰度直方图的分布特性来计算自适应越渡点和模糊对比度增强操作数,实现了SAR图像的自适应对比度增强处理。采用多组实测数据验证该算法,用客观指标评估了增强性能。     

一种适用于宽带条带式合成孔径声纳的相位梯度自聚焦算法

传统的相位梯度自聚焦(PGA,phase gradient autofocus)算法仅适用于窄带聚束式合成孔径成像。提出了一种适用于宽带条带式合成孔径声纳的相位梯度自聚焦(SPGA,stripmap phase gradient autofocus)算法。SPGA算法通过多普勒频移估计线性侧摆;SPGA算法消除了侧摆对回波信号包络的影响,使成像模糊仅仅是由方位向相位误差引起的,这样才可以由Dechirp后的距离压缩域数据的相位误差梯度得到侧摆的估计;SPGA算法利用估计得到的侧摆对距离徙动校正前的回波数据进行包络和相位补偿。仿真表明该算法有效地估计出了侧摆,提高了成像质量,且成像没有发生方位向偏移,明确地确定出了目标的位置。     

一种去除回波频谱调制的直升机SAR成像方法

直升机机载合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)信号受到主旋翼遮挡和直升机振动的调制,给合成孔径成像造成很大影响。本文采用时频分析方法对调制产生的原因和特征进行分析和研究,提出利用去斜后的方位相位误差作补偿,再进行相位梯度自聚焦(Phase gradient autofocus,PGA)处理,实现调制雷达回波的高质量SAR成像。实测数据表明,本方法较好地解决了回波调制情况下的成像问题,对直升机平台SAR成像具有重要的参考价值。     

机载SAR实时成像系统自聚焦方法研究

发展我国自主产权的机载SAR（合成孔径雷达）实时成像系统，对于军事国防、资源探测、灾害预报等领域均具有重要的意义，在SAR成像算法中，自聚焦的好坏是影响图像分辨率的关键因素，但是因为自聚焦算法的复杂性，国内目前尚未有效地解决它在实时环境中的实现问题，从而使得实时成像的质量比较差，提出了一种利用GPS（全球定位系统）数据改善机载SAR实时成像系统自聚焦性能的实现方法，并在自主研制的机载SAR实时成像系统上实现，使该系统的成像分辨率得到明显改善。     

机载SAR实时运动补偿和成像的FPGA实现

提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)实现机载合成孔径雷达(SAR)实时运动补偿和成像的设计方案。该方案采用重叠子孔径算法和相位梯度自聚焦算法实现空变运动误差的补偿和成像。整个设计集成在一片Xilinx公司的Virtex-IV芯片中。该设计适用于发射线性调频信号的聚束式和条带式SAR数据处理。文中给出了详细的设计步骤,并对资源应用情况和运算速度进行了分析。最终成像结果表明,该设计方案完成了实时运动补偿及成像的功能。     

利用DPCA方法对机载单天线SAR实际数据进行动目标检测

相位中心偏置天线(Displaced Phase Center Antenna，简称DPCA)方法利用两个移住相位中心，在满足特定条件基础上进行动目标检测。提出了一种利用DPCA方法对机载单天线SAR实际数据进行动目标检测的新方法。该方法针对单天线SAR实际数据，通过合理补偿，获得近似满足DPCA条件的两幅SAR复图像，进行复图像域杂波对消处理。动目标检测结果表明，单天线SAR数据的DPCA方法对动目标检测是有效的，同时，在没有两通道SAR实际数据情况下，为研究DPCA方法提供了一种有效的途径。     

结合最小熵的SAS图像自聚焦研究

合成孔径声呐成像中,主要通过自聚焦校正剩余相位误差.最小熵自聚焦算法是典型的参数化自聚焦方法,一般用于估计二次相位误差.拖鱼前向速度偏差是引起回波数据中存在二阶相位误差的重要来源,为此提出将最小熵算法和R-D算法结合用于校正SAS图像中由于速度偏差引入的二次相位误差.仿真和实测数据处理结果表明所提出的方法可以有效补偿图像中由于速度偏差引起的相位误差.     

FPGA实时实现PGA算法的研究

合成孔径雷达(SAR)成像具有数据量巨大、算法比较复杂等特点.如何实时实现SAR成像的相关算法是嵌入式高性能计算领域一个值得研究的问题.FPGA以其高性能、可重构等优势,被越来越多地应用到嵌入式高性能计算领域中作为一种高效低成本的解决方案.针对SAR成像中多普勒调频率估计的经典算法--PGA算法,以FPGA作为实现平台,通过对算法的本质的挖掘,提出了适于FPGA实时实现的对于经典算法的改进算法.同时也阐述了将改进算法映射到FPGA实现的设计过程.实验结果表明,改进的算法较经典的PGA算法明显地减少了迭代次数,在SOC中通过硬件的运算精度能够满足系统的要求.     

基于GLONASS的双基合成孔径雷达的预处理算法研究

本文提出了一种基于GLONASS的双基合成孔径雷达(GLONASS based Bistatic Synthetic Aperture Radar, GLONASS-BSAR)的预处理算法。GLONASS-BSAR雷达系统采用俄罗斯导航卫星GLONASS作为发射机,接收机可以放置在任意平台,比如卫星、飞机、汽车或者地面。该系统有着低廉的成本、较好的安全性以及多视角等技术优势,应用前景广阔。然而,由于该系统属于非合作式双基地雷达系统,发射机与接收机时间、频率以及相位上不同步,对雷达处理引入了严重的技术限制。才外,该雷达系统的发射机卫星属于中高轨道卫星,因此接收信号信噪比极低,大大增加了后续信号处理的难度。因此,本文拟研究GLONASS-BSAR的预处理算法,获取该雷达系统的同步。该预处理算法通过对接收到的信号进行时间延时、频率、相位历史信息提取,能够消除双基合成孔径雷达系统带来的时间不同步以及相位不同步。实验结果表明,该预处理算法能够消除接收信号的时间不同步和相位不同步,同时运算复杂度低。     

SAR图像CFAR检测的快速算法综述

针对合成孔径雷达(Synthetic aperture radar, SAR)图像目标检测中恒虚警率(Constant false alarm rate, CFAR)算法的广泛应用, 进行CFAR检测的快速算法分析具有重要研究价值. 首先概述了当前国内外对SAR图像CFAR检测快速算法的研究现状; 然后分别从快速预筛选和迭代计算方法两个方面对各类快速算法的实时性及性能进行了分析总结, 给出了四种基本CFAR检测器的迭代计算公式, 并提出了一种研究CFAR检测快速算法的基本框架, 现有的快速算法均可纳入该理论框架予以分析; 最后, 以经典双参数CFAR检测算法为例, 对该基本框架进行仿真实现和性能分析, 验证了其可行性与检测性能．结果表明: 新的CFAR检测快速算法基本框架充分融合了快速预筛选思想和迭代计算方法的优势, 有效提高了CFAR算法在SAR图像检测应用中的执行效率.     

An accurate SISAR imaging method of ground moving target in forward scatter radar

In order to accurately extract the profile image of the ground moving targets(GMT) in the forward scatter radar(FSR),a forward scatter signal model of GMT is built based on the Fresnel-Kirchhoff diffraction formula,the multipath propagation model and the high order phase approximation method.The classical shadow inverse synthetic aperture radar(SISAR) imaging algorithm is modified using the proposed signal model.In the modified imaging algorithm,the impacts of ground reflection,non-linear variation of target Doppler frequency and the target motion direction on imaging accuracy are discussed.Meanwhile,non-linear and time-dependent parameters are used to compensate for the motion phase of the GMT forward scatter signal,and a novel estimation method of the height difference and median line height of the target profile is put forward under the multipath interference.Finally,both the accuracy of the proposed signal model and the effectiveness of the modified imaging algorithm are validated by the simulation results.     

SAR自动聚焦处理器的设计与实现

合成孔径雷达(SAR)成像具有数据量巨大、算法比较复杂等特点。如何实时实现SAR成像的相关算法是嵌入式高性能计算领域一个值得研究的问题。针对SAR成像中多普勒调频率估计的经典算法PGA算法，阐述了算法的实时化改进。介绍了基于FPGA的SAR自动聚焦处理器的系统级设计及PGA算法到FPGA逻辑实现的映射过程。     

A novel Scan SAR imaging method for maritime surveillance via Lp regularization

In this article, a novel Scan mode synthetic aperture radar (SAR) imaging method for maritime surveillance is presented. Conventional Scan SAR is generally operated with severe azimuth resolution loss in order to cover a large area. The proposed imaging method changes the way Scan SAR illuminates sub-scenes and presents a new radar illuminating strategy based on ships’ spatial distribution in each sub-scene. To gain ships’ spatial distribution, a scene sensing algorithm based on radar range profiles together with a peak-seeking and clustering algorithm is introduced. After that, a Markov transfer-probability matrix is generated to make sure that radar illuminates each sub-scene randomly under the probability we calculated before. Finally, an imaging algorithm within the L_p (0 < p ≤ 1) regularization framework is utilized to reconstruct each sub-scene; the regularization problem is solved by an improved iterative thresholding algorithm. The whole wide swath image is joined by putting all the sub-scenes together. Experimental results support that the proposed imaging method can perform high-resolution wide swath SAR imaging effectively and efficiently without reducing the image resolution.     

基于ISAR成像的目标大角度RCS外推

传统逆合成孔径雷达(ISAR)转台成像算法对目标进行成像后只能外推小角度区域雷达散射截面(RCS)。针对这一问题,建立了大转角转台成像系统,提出了一种基于近场微波成像的RCS外推算法,分析了近场大转角转动带来的越距离单元徙动问题。通过将距离与方位域解耦,并对方位方向进行圆周卷积运算,得到高质量的目标成像,进而可以外推目标360度方位的RCS,并与传统ISAR小角度成像算法进行比对。仿真结果表明,外推算法不仅可以对目标进行成像,诊断目标的强散射点位置,还可以用来做远区RCS大角度外推,并结合成像结果分析目标散射机理。