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。     

基于转台成像的SAR分辨率分析

传统SAR的分辨率公式在超宽带信号和大转动角度的成像情形下不再适用,故通过分析转台成像的点扩展函数,分析了SAR成像的方位向分辨率,特别是考虑了相对带宽对分辨率的影响,提出了超宽带信号下方位向分辨率的修正公式;并通过仿真实验,得出了大转动角度时方位向分辨率的经验公式,分析了转台成像的方位向极限分辨率.对于距离向分辨率,仅提供了分辨率的近似公式,并进行了距离向的极限分辨率分析.     

前斜视SAR成像目标高精度模拟技术

前斜视合成孔径雷达(SAR)成像的距离-方位存在强耦合,目标径向运动信息的模拟精度不仅影响雷达的距离像分辨性能,同时影响方位像分辨性能。通过对距离调制分辨率与SAR成像结果的理论分析,提出了一种频域插值升采样调制的SAR成像回波模拟方法,通过提高采样率以减小距离徙动引起的幅度误差,同时采用GPU并行处理,提高回波模拟的实时性。结果表明:所提出的方法能够达到0.1 m的距离延时模拟精度,并对256×256点场景回波的运算周期小于10μs,可适用于前斜视SAR目标高精度模拟。     

相位噪声对双基SAR成像影响仿真分析

通过仿真分析研究了振荡器相位噪声对双基SAR成像的影响。根据振荡器相位噪声的幂律模型,建立了含有相位噪声的双基SAR相位同步误差模型。利用白噪声滤波法得到幂律谱中有色噪声的时域序列,在回波仿真过程中注入相位噪声,通过双基SAR成像处理和点目标质量评估,对比分析了在不同分辨率下相位噪声对成像性能的影响以及高分辨率成像对噪声的要求。仿真发现相位噪声主要使方位向PSLR、ISLR变大并使旁瓣上升,其中积分旁瓣比和峰值旁瓣比对噪声最敏感,并且方位向分辨率越高对噪声越敏感。文中的分析方法和结论对于双基SAR的工程实现具有一定的指导意义。     

ADSP-TS201在SAR信号方位预处理中的应用

在机载SAR的实时成像处理器中,回波信号方位向带宽以及方位向采样率不能很好的满足成像处理的要求,本文选择ADSP-TS201处理器芯片对回波信号在成像之前对其进行方位向预处理。在软件实现过程中充分利用此芯片的功能特点,使得预处理在精确度和效率上都很好的满足了成像处理的要求。     

基于TS201的SAR方位向预处理器的优化设计

为满足高分辨率、多模式合成孔径雷达(SAR)系统的方位向预处理需要,利用AD公司的高速DSP芯片ADSP-TS201来实现预处理功能,提高了距离向处理点数、FIR滤波器阶数和运算精度。预处理参数可以根据不同的需要实时改变。该文介绍了预处理器的原理,针对TS201的内部结构和指令特点对软件代码进行优化。实测表明,该预处理器在采用64阶FIR预滤波器、降4倍采样、输入距离线为16 384点时,PRF超过1 800 Hz。     

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.     

机载SAR实时成像处理器方位向处理及DSP实现

介绍了基于距离-多普勒算法的成像处理器方位向处理,并针对机载合成孔径雷达(SAR)实时成像探讨了采用DSP并行计算技术实现方位压缩的原理和结果.     

基于TMS320C6415实现机载SAR方位向预滤波处理

本文介绍了HJ-1-C卫星地面快视处理系统中方位向预滤波器的研制,该预滤波器采用了自行设计的、基于TMS320C6415的高速信号处理板,优化的软件设计保证了硬件资源的高效利用。本文对方位向预滤波处理的实现原理、硬件结构、软件设计进行了详细介绍。试验测试结果表明该预滤波器设计是成功的。     

全极化合成孔径雷达海浪遥感方法

提出了一种利用全极化真实孔径雷达测量方位方向和距离方向海浪斜率的新方法,该方法不同于极化方向角估计海浪方位向斜率方法,利用两种线极化图像信息将有关弱极化项剔除(流体动力学调制),获得仅包含倾斜项和极化调制项的雷达成像公式。利用机载SAR取代真实孔径雷达进行海浪反演,获得了与浮标致的结果。另外,在速度聚束模式情况下,推导了双极化合成孔径雷达图像谱同海浪谱的非线性变换关系。     

基于去调频技术的斜视聚束SAR成像方法

针对具有方位谱混叠现象的斜视聚束式合成孔径雷达(SAR)成像问题,本文研究了一种基于去调频技术的成像方法.文中首先分析了斜视聚束SAR中的方位谱混叠现象,从理论上找出了斜视角影响方位粗聚焦的根本原因.基于分析结果,引入了回波信号非线性相位校正预处理法,彻底消除了斜视角的影响,从而得到正确的粗聚焦结果.然后基于斜视成像模型,推导了预处理回波信号的方位粗聚焦和精聚焦处理过程.在精聚焦的方位滤波处理中,针对非线性相位校正预处理导致的场景聚焦深度限制问题,提出了一种改进的非线性调频变标(NLCS)算法,实现了回波信号的高精度方位压缩.仿真实验结果证明了文中理论分析的正确性和所提方法的有效性.     

一种全实时SAR方位向数字预处理滤波器的设计

利用机载SAR方位向预处理的基本原理，巧妙地将方位向FIR滤波和降采样相结合，从而提出了一种SAR方位向预处理实时快速算法的VLSI结构，并利用HDL语言将该结构综合在了一片大规模CPLD上，得以硬件实现，外围辅助其它单元电路，研制成功了面向地学高分辨率机载SARY方位向预处理分机。经过使用证明，该分机可以适用于多种波段的机载SAR系统，达到了满意的处理效果。     

星载SAR影像上船舶方位向模糊去除算法

目的 掌握海上船舶分布状态对于海上交通流分析和通航安全管理具有重要作用。遥感技术,特别是星载合成孔径雷达(SAR)技术的发展,为大范围海上船舶检测提供了有效的手段,但受SAR成像机制影响,海上船舶目标在星载SAR影像上通常存在着不同程度的方位向模糊噪声,这些噪声易被误判为船舶,导致船舶识别中虚警率提高。方法 本文简述了方位向模糊噪声的产生原因,提出了一种新的星载SAR影像上船舶方位向模糊去除算法,该算法的核心是构建目标方位向角度一致性、方位向位置偏移距离和方位向模糊能量衰减3个判别规则,对潜在SAR影像亮斑目标进行逐层筛选,实现船舶真实目标和方位向模糊目标的判别。结果 选取中国渤海海域和黄海海域的30 m分辨率的Radarsat-2数据进行案例分析,并与船舶自动识别系统(AIS)实测数据进行比对校验,结果表明,传统的双参数恒虚警率(CFAR)算法和基于K分布的CFAR等算法对于船舶难以剔除方位向模糊,容易造成虚警,而本文算法对实验影像的船舶方位向模糊去除准确率优于95.8%,能够有效剔除船舶方位向模糊。结论 该算法为星载SAR影像上船舶方位向模糊去除提供了新的手段,有助于提高SAR影像上船舶目标检测的准确性。     

A new method for extracting ship motion parameters in Radarsat-2 SAR imagery

Traditionally, moving ship detection by Synthetic Aperture Radar (SAR) image is primarily based on the ship wake feature. However, many ship wakes cannot be imaged by SAR owing to changes in imaging conditions, such as the SAR band, polarisation, incident angle, and sea state. In this study, we discovered a unique phenomenon called ‘azimuth tail’ from Radarsat-2 SAR images. Following research and analysis, we determined that the azimuth tail is not manifested as a visible disturbance on sea surface waves. Instead, it is an observation enabled by certain SAR imaging principles. Consequently, we propose a new method for extracting information on moving vessels after a preliminary analysis of the principle of the azimuth tail. The results of experimental analysis of the correctness of the method indicate that the error of the vessel’s velocity from its azimuth tail is less than 20%, and the azimuth tail can be applied to the detection of moving vessels in oceans using Radarsat-2 SAR imagery.     

基于TMS320C6701的机载SAR方位向处理的实时实现

机载合成孔径雷达可以在载机飞行的同时获得高分辨率合成孔径雷达图像。由于合成孔径雷达成像具有很多原理性优点,它在军事和民用领域都取得了广泛的应用。方位处理是合成孔径雷达成像算法中重要的一步,由于算法本身的复杂性和雷达数据的高速率,方位向处理的实时实现具有很大的挑战性。介绍了自主研发的、采用TI C67 DSP作为核心处理芯片实现方位向处理的高速信号处理系统。通过优化的结构设计和软件流程,有效保证了硬件资源的利用效率,成功实现了设计目标。     

SAR图像无监督分割的空间变化混合MAR模型方法

提出SAR（Synthetic Aperture Radar）图像的空间变化混合多尺度自回归（Spatially Variant Mixture Multiscale Auto Regressive，SVMMAR）模型方法，该模型不仅能刻画SAR图像的空间变化性，而且利用了SAR图像多尺度序列的统计特性；采用的分类器是像素标号的极大似然估计，细化的同时简化了传统Bayes分类器；该模型无需预先抑制斑点噪声，就能获得精确分割结果；并且理沧上证明了在图像粗尺度确定分类个数的合理性，在此基础上提出一种在粗尺度确定分类个数的新方法，大大减少了运算量。     

基于微动调制的FMCW SAR无源压制干扰方法

调频连续波(FMCW)合成孔径雷达(SAR)体积小、重量轻、成本低、功耗低等优点,在无人机等小型飞行平台中具有较大的应用潜力,对FMCW SAR的干扰也将成为目前干扰技术研究的重点;在构建旋转微动目标回波模型的基础上,分析了FMCW SAR旋转微动目标的干扰特性,并进一步提出了一种基于微动调制的FMCW SAR无源压制干扰方法;该方法利用旋转角反射器在距离向和方位向上形成的二维干扰条带,能够实现对被掩护目标的有效保护;文章详细分析了对FMCW SAR实施干扰时旋转角反射器的参数选择方法,并利用仿真实验验证了理论分析与所提无源压制干扰方法的有效性。     

A novel spaceborne SAR wide-swath imaging approach based on Poisson disk-like nonuniform sampling and compressive sensing

Since the range swath width in the conventional single channel spaceborne synthetic aperture radar(SAR)is restricted by the system parameters,there is a trade-off between the azimuth resolution and the swath width in order to satisfy the Nyquist sampling criterion.In this paper,we propose a novel spaceborne SAR wide-swath imaging scheme based on compressive sensing(CS)for the sparse scene.The proposed method designs a Poisson disk-like nonuniform sampling pattern in the azimuth direction,which meets the demand of wider swath by restricting the smallest time interval between any two azimuth samples,with the conventional sampling pattern preserved in the range direction.By a similar way to the processing procedure of spectral analysis(SPECAN)algorithm,the linear range migration correction(RMC)is realized while carrying out range compression,which can meet the demand for focusing with middle level resolution.To reduce the computation load of CS reconstruction,we propose a novel fast reconstruction algorithm based on nonuniform fast Fourier transform(NUFFT),which greatly reduces the computation complexity from O(2M N)to O(4N log N).Experiment results validate the effectiveness of the proposed methods via the point target simulation and the Radarsat-1 raw data processing in F2 mode.