基于雷达散射特性的复杂目标SAR图像仿真

高频区复杂目标宽带雷达特征信号仿真,尤其是两维SAR图像的仿真对雷达目标识别和SAR图像解译具有重要意义.根据复杂目标三维模型运用物理光学(PO)法与增量长度绕射系数(ILDC)法结合的改进图形电磁算法快速计算目标雷达散射截面,而后通过对不同SAR成像模式的研究建立SAR仿真成像系统,从而分别仿真得到StripSAR、SpotSAR、ISAR图像.仿真结果与真实图像相比具有较好的相似度,验证了方法的有效性.     

宽带雷达动态目标建模及仿真研究

对复杂动态目标进行回波建模是研究目标散射特性，实现雷达跟踪识别动态目标的重要基础。该文利用宽带雷达的高分辨特性，分析了宽带信号照射到运动点目标上的回波信号形式，根据高频区目标总的电磁散射是多散射中心的合成的原理，得出了宽带雷达动态复杂目标的回波模型，并针对冲击雷达信号运用该模型进行回波仿真，获得给定目标在平动及转动情况下的回波仿真信号。仿真结果较好地反映出目标特征，为进一步进行雷达目标的识别提供了理论分析依据。     

基于图像旋转匹配的组网雷达ISAR图像横向定标

基于组网雷达观测模型,分析了在多部雷达同时观测条件下所得ISAR图像之间的对应关系,提出了一种基于图像旋转匹配的转角估计办法,通过对旋转速度的一维搜索实现了目标角速度的估计。仿真结果表明,本算法能基于组网雷达所获得的多幅ISAR图像实现目标转角的稳健估计,实现ISAR图像横向定标。所提算法可对慢运动目标或平动补偿后的回波信号进行处理,适用于不同带宽、不同中心频率的宽带雷达组网形式。     

基于移动散射点模型的雷达回波仿真及分析

针对中段目标宽带雷达回波信号难于获取的问题,进一步研究了目标雷达视线角和中段目标姿态的建模方法,给出了基于移动散射点模型的散射中心位置计算公式,然后基于几何绕射理论计算了各散射中心的散射强度,最后对雷达一维距离像进行归一化处理,提取了散射点的相对距离特征,得到了散射点相对距离变化的特征序列.实验结果显示,对雷达一维距离像进行特征提取,可以得到中段目标的姿态信息,为中段目标识别奠定基础.     

近地轨道多目标ISAR成像方法研究

空间目标的逆合成孔径雷达(ISAR)图像包含丰富的信息.但足当雷达波束中包含多个运动目标且目标在距离维无法分辨时,很难得到多目标ISAR图像.通过对回波信号的分析,建立了宽带线性调频雷达信号的近地轨道多目标ISAR成像模型.在分析了空间目标的高速运动对多目标成像的影响后,提出了用商阶模糊度函数积进行多分量多项式相位信号参数估计的方法.利用估计的参数进行同波分离、速度补偿,消除目标高速运动对多目标成像的影响.最后通过仿真验证了分析结果的正确和算法的有效.并提出了近地轨道多目标成像的一般方法.     

改进的雷达高分辨距离像统计识别方法

基于雷达目标一维高分辨距离像的统计目标识别中,需解决两大问题:其一是如何处理距离像对姿态敏感和平移敏感;其二是如何准确地描述距离像的统计特征.直接将一维距离像用于目标识别通常很难取得好的识别效果.将高斯混合模型(GMM)应用到空中目标高分辨一维距离像统计建模中,提出了一种改进的高斯混合模型模糊聚类分析方法并用于目标识别.与传统的k-means聚类算法的仿真结果比较表明,该方法是有效、稳健的,在低信噪比条件下具有较好的识别效果.     

面向识别的雷达舰船目标低分辨回波仿真技术

雷达目标回波的高精度仿真是目标识别系统训练和测试的重要手段.针对低分辨雷达舰船目标自动识别的应用背景,提出了基于模板和模型的低分辨回波仿真技术.根据舰船目标的CAD三维模型,利用电磁计算方法得到全姿态的一维距离像模板.在凝视状态下,利用目标距离像模板和雷达发射信号模拟目标低分辨回波;在扫描状态下,利用全姿态一维距离像重构不同角区中目标的散射中心模型,并结合雷达波束的扫描方式获得了目标的仿真回波.结果表明,所提出的基于模板和模型的回波仿真技术对雷达舰船目标具有良好的低分辨回波仿真能力.     

轨道目标ISAR中频回波模拟技术研究

该文目的是研究一种空间目标宽带ISAR雷达回波的模拟实现方法，为空间目标探测雷达的研制及空间目标特性的研究提供信号来源。该文首先深入研究了空间目标的运动特性，给出了弹道目标轨道方程的计算方法，由目标的轨迹可以确定任意时刻目标的姿态，从而得到目标的散射中心分布。然后分析了目标在大时宽带宽雷达照射下的回波信号特性，结合目标轨道计算提供的散射中心分布信息，模拟出目标的中频回波信号。最后，提出了一种轨道目标ISAR雷达回波模拟器的实现方案，给出了实验结果。在实际应用中证明，用该方法模拟空间目标宽带雷达回波完全可行。     

基于灰色系统的雷达目标高分辨距离像识别

雷达目标高分辨距离像（HRRP）提供了目标散射点沿雷达视线方向（LOS）的分布情况,针对这一特性,结合灰色系统关联度模型的特点,提出了基于灰色系统理论的雷达目标高分辨距离像识别方法.通过对5种飞机目标高分辨距离像的仿真实验验证了所提出方法的可行性和有效性.     

基于马氏距离的一维距离像识别算法仿真

针对欧氏距离受模式特征量纲影响的缺点,且影响制导精度和抗干扰的能力,采用一种基于马氏的一维距离像目标识别方法。通过对毫米波雷达目标回波进行IFFT变换得到一维距离像,用主分量分析算法对距离像进行降噪和特征提取,取最小马氏距离判别目标类别。马氏距离考虑了模式特征参数的大小以及特征间的相关性,克服了欧氏距离受量纲影响的缺点。与欧氏距离的分类算法仿真结果比较,马氏距离算法具有较好的识别性能;在不同信噪比下的仿真结果表明,方法适用于毫米波雷达一维距离像目标识别。     

复杂运动目标ISAR成像技术进展与展望

逆合成孔径雷达成像是宽带雷达实现目标信 息获取和精细描述的重要途径,但在成像过程中存在复杂运动导致散焦和成像分辨率不高两 个难题。针对目标复杂运动导致成像散焦问题,本文总结了微动对雷达波调制、进动目标成 像、 三维运动成像、分离部件成像等技术现状;针对成像分辨率不高问题,分析了多频段宽带回 波相参配准、融合成像等技术进展。本文介绍了雷达成像新技术,为解决上述两个难题带来 新的思路和途径,其中,雷达关联成像不依赖于雷达与目标的相对运动,可避免成像的复杂 运动补偿;太赫兹雷达成像容易实现大带宽和窄波束,获得目标精细雷达像。最后对新兴技 术的难点和发展趋势进行了展望。     

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.     

Numerical simulation of highly squinted spotlight SAR images from complex targets using an amendatory frequency scaling algorithm

In the highly squinted spotlight synthetic aperture radar (SAR) image simulation of complex electrically large targets, the principal difficulties consist of the generation and the processing of SAR echo. Concerning the above two issues, this paper proposed a complete procedure for highly squinted SAR image simulation. Firstly, in order to generate the SAR echo efficiently and accurately, the geometrical optics and physical optics (GO-PO) hybrid method is employed to get the spatial distributed scattering fields, which is an essential step for the generation of SAR echo. Secondly, regarding to the processing of highly squinted SAR echo, the amendatory frequency scaling algorithm (AFSA) is adopted. Compared with the benchmark frequency scaling algorithm (FSA), AFSA eliminates the trouble caused by the range-dependent secondary range compression (SRC) error in high squint mode through the nonlinear frequency scaling (NFS) operation. Finally, according to the complete simulation procedure, SAR images of a complex ship target under different radar parameters are simulated and analysed. The simulation results indicate the performance of AFSA in the processing of highly squinted SAR echo. Meanwhile, the effectiveness and the reasonability of the complete simulation procedure are revealed as well.     

一种SAR图像机动目标检测与分析方法

从SAR(合成孔径雷达)图像中检测和分析目标是进行SAR自动目标识别的关键步骤,提出了一种SAR图像中地面机动目标检测与分析的方法,该方法在对图像进行预处理后首先利用背景杂波强度分布为指数分布假设的恒虚警率算法以及形态学运算对原始的SAR场景数据进行快速检测获得感兴趣的目标区域,然后提取目标区域8个特征构成特征矢量以详细描述目标。实验结果表明,该方法计算速度快,能够从获得的目标区域得到大量有用的信息,而且该方法具有一定的通用性。     

一种子像素精度SAR图像目标峰值提取方法

SAR图像目标峰值是SAR图像目标识别的重要特征 ,它本质对应于目标散射中心 ,目标峰值提取是SAR图像目标识别的一个重要步骤。基于峰值SAR图像目标识别系统要求目标峰值提取方法应具有快速、高精度的特点。现有的SAR图像目标峰值提取方法精度较低 ,其对目标峰值位置的估计精度只能达到像素级。为了提高SAR图像目标峰值提取精度 ,该文在分析SAR图像峰值模型基础上 ,提出了一种子像素精度SAR图像目标峰值提取方法 ,并通过仿真实验 ,分析了该方法对目标峰值位置、幅度的估计性能 ,结果表明在SNR =2 0dB的情况下 ,该方法对目标峰值位置估计的标准偏差 <0 .1个像素 ,峰值幅度估计的标准偏差小于 0 .0 5 H(这里H表示目标峰值的真实幅度 ) ,文中还给出了该方法对实测MSTARSAR图像的目标峰值提取结果。     

SAR影像建筑物提取与高度反演研究综述

基于SAR影像进行建筑物提取与高度反演,可行的技术方法种类繁多。以使用的影像数量和分辨率为序,以使用的灰度、相位、极化信息为核心,分别从二维提取、三维高度反演两个方面总结了这一技术主题的研究发展现状;并结合当前SAR影像高分辨率、全极化的数据特点和国际最新研究动向,对这一研究方向进行了展望。     

ISAR imaging of maneuvering target with complex motions based on ACCF–LVD

This paper considers the inverse synthetic aperture radar (ISAR) imaging problem for a maneuvering target with complex motions, involving range migration (RM) and Doppler frequency migration (DFM) within the coherent integration period of radar imaging, which will degrade the imaging quality. A nonsearching ISAR imaging algorithm based on adjacent cross correlation function (ACCF) and Lv's distribution (LVD), i.e., ACCF–LVD, is proposed, where the ACCF is applied to correct the RM and reduce the order of DFM. Then the motion parameters are estimated via LVD and Fourier transform. With the estimated motion parameters, high quality ISAR images can be achieved. The advantage of the presented method is that it can estimate the motion parameters under low signal-to-noise ratio (SNR) without searching procedures. Finally, several simulation examples are shown to confirm the validity of the proposed algorithm.     

雷达目标特征信号与运动模式的相关性研究

空中目标的运动模式与自身姿态紧密相关,进而与目标特征信号也存在相关性.首先分析不同运动模式下目标姿态角变化率,然后推导姿态敏感雷达特征信号表示,包括雷达散射截面(RCS)、角闪烁线偏差与横向分辨多普勒像,接着以两散射点组成的简单目标为例,推导得到了上述特征信号与目标姿态角变化率之间的关系式,从而建立了目标特征信号与运动模式之间的联系,最后通过对多散射点复杂目标特征信号的仿真验证了理论分析的正确性,结果表明利用雷达特征信号区分目标不同运动模式是可行的,所得结论对基于特征信号的运动模式辨识、机动检测以及机动目标跟踪和拦截等研究具有重要意义.