一种高分辨率弹载聚束式SAR成像算法

弹载SAR通过在距离向发射大带宽调频信号,方位向采用聚束模式来获得二维高分辨率,由此带来高数据率并造成频谱混叠,导弹的非平面运动会引入空变的相位误差.针对上述两个问题,提出了TDDRD算法,该算法利用二维Deramp处理降低了数据率并解决了频谱混叠效应,进而应用改进RD算法,补偿加速度引入的线性、二次及三次相位误差.计算机仿真通过对比未补偿和补偿加速度的成像结果,验证了该算法的有效性,证明该算法可用于高分辨率弹载聚束式SAR成像.     

弹载毫米波SAR多普勒调频率估计方法

针对空空导弹合成孔径雷达(SAR)成像运动误差补偿困难的问题,提出了一种多普勒调频率估计方法。该方法以图像偏置(MD)法为基础,在弹载SAR burst工作模式下,选取合适的方位向分块序列大小和相关运算移动量,以适应弹载条件较高的脉冲重复频率(PRF)和复杂运动环境。试验证明,该方法能从雷达回波数据中准确估计多普勒调频率,提高成像质量。     

基于波前编码的弹载相控阵探测器凝视高分辨成像

为实现前视高分辨成像,新型精确制导弹药需对其搭载的相控探测器成像算法进行研究。提出一种基于波前编码的凝视高分辨成像算法,结合自适应单脉冲响应曲线（MRC）实现前视高分辨探测。利用波前编码形成探测波束非平面波前,以增加瞬时回波信号中所携带目标区域强散射点的有效信息;同时自适应MRC技术为载弹提供方位向的高分辨测角能力,直接利用回波信号动态优化MRC使测角剖面聚焦,并对影响成像精度的因素进行了分析。仿真实验和外场试验结果表明：非平面波前成像误差最大值为2.4 m左右,实际回波信号进行成像处理时方位向与距离向的误差均小于2.5 m,满足载弹实际需求。     

空空导弹弹载SAR回波信号模拟

雷达成像制导是空空导弹雷达制导的重要发展方向,根据空空导弹末制导中导弹与目标的特点和机理,讨论了空空导弹弹载SAR的回波信号数学模型,建立了空空导弹弹载SAR仿真系统的回波信号构成原理和仿真系统,为空空导弹弹载SAR工程化研究提供了理想的原始回波信号数据.     

弹载宽带相控阵雷达前视真实孔径成像方法研究

针对弹载步进频率宽带相控阵雷达的前视真实孔径成像以及地、海杂波背景中的目标探测应用,提出了基于方位向非均速扫描和最小二乘参数估计的距离-方位二维成像方法以及成像过程中的运动补偿方法。该方法运算量少且适合于扫描过程中的流水线并行处理,在高重频情况下的高速弹载应用中可以实现远小于波束宽度的方位分辨力。理论分析和仿真实验证实了方法的有效性。     

基于BP-频谱扩展的多基星载SAR高分辨二维成像

首先建立了多基星载合成孔径雷达的回波信号模型,并针对多基星载SAR的特殊构型提出了基于后向投影(BP)频谱扩展的高分辨二维成像方法。这种方法充分利用了BP成像算法的自配准特性,并结合多基星载SAR空间基线三维分布的特点,在二维成像时分别对距离向和方位向的频谱宽度进行扩展,实现多基星载SAR高分辨联合二维成像。实验结果表明:该方法突破了单站星载SAR成像分辨率的限制,充分利用多基星载SAR几何构型的优势,提升了星载SAR二维成像的分辨率。     

基于方位向去斜的星载滑动聚束两步成像处理算法研究

两步成像算法通过方位向去斜处理可以有效地降低星载滑动聚束SAR原始回波的多普勒带宽。为了有效地防止频谱混叠,脉冲重复频率(PRF)需要大于方位向去斜后的残余多普勒带宽,这也是两步算法可以应用于滑动聚束SAR数据处理的前提。为此,论文首先在距离向频域和方位向时域内详细地推导方位向去斜处理后残余多普勒带宽的解析表达式,得出残余多普勒带宽与距离向带宽、波束方位向宽度和波束方位向转角有关;然后在距离向时域和方位向时域内通过分析距离徙动引入了距离向信号对方位向信号的幅度加窗效应,定性地分析和验证频域内推导的残余多普勒带宽方程的正确性。最后,通过计算机仿真验证了文中理论分析的正确性。     

基于改进遗传算法的SAR 末制导段弹道优化设计

应用改进实数编码遗传算法,对基于弹载合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)导引头的反舰导弹末制导段的弹道优化设计进行研究。分析飞行弹道和观测视角对弹载SAR导引头方位分辨力的影响,给出弹载SAR成像对导弹飞行弹道的约束,将导弹横向加速度作为优化变量,构建与方位分辨率和波束驻留时间相关的目标函数。仿真结果表明:与标准遗传算法优化相比,改进遗传算法优化后的目标函数值减小更快,能更快得到最优解。     

弹载斜视SAR高分辨率成像算法研究

针对弹载SINS/SAR组合导航系统中,导弹机动性会影响SAR成像质量的问题,提出了一种新的Burg-Chirp Scaling-Dechirp成像算法。文中构造改进的相位补偿因子,补偿距离徙动造成的影响,采用Dechirp技术对部分孔径数据进行方位聚焦处理,优化算法结构;同时,建立回波信号观测数据的自回归模型,对图像的二维频谱进行外推,弥补经典CS成像算法空间分辨率受限的不足。将新的算法与CS算法进行仿真比较,结果表明,新的成像算法能有效改善点目标成像质量,提高SAR的成像质量。     

弹载SAR发展趋势及其关键技术

SAR成像具有全天候、远距离、主动成像、抗干扰能力强的特点,为导弹精确打击提供了其它制导模式难以替代的优点.简要阐述了SAR制导原理和优点,论述了当前导弹的发展趋势及其对弹载SAR的需求,并分析了影响弹载SAR发展的关键技术.提出随着SAR功能一体化集成技术、软硬件技术的发展,弹载SAR必将在制导模式中承载更多的角色,应当加大力度开展相关研究.     

基于空变分离的两步聚焦双基曲线合成孔径雷达成像

针对任意构型曲线运动轨迹双基SAR严重的二维空变问题,建立斜距的空变分离等效模型,并在此基础上提出一种两步聚焦处理方法。在距离频域-方位时域对回波进行非空变相位补偿,以完成距离走动矫正和Deramp处理,实现粗聚焦。第一步聚焦后的剩余相位是与点目标位置有关的空变部分,接着在距离向引入Keystone变换,并在方位向通过多普勒参数的最小二乘拟合和方位重采样较好地补偿空变相位误差,完成精确聚焦。仿真结果表明：所提空变分离的斜距等效模型具有较高的精确性;两步聚焦处理算法有效地解决了曲线双基合成孔径雷达的二维空变和强耦合问题,提高了边缘点的成像性能,具有较大的成像区域和较广的使用场景。     

机载相控阵雷达多分辨率成像研究

根据对相控阵天线孔径色散效应分析,设计了机载合成孔径雷达( SAR)试验系统在不同分辨率下的信号波形。针对多普勒波束锐化( DBS)模式不进行越距离单元走动校正(MTRC)和回波2次相位匹配的缺点,采用MTRC补偿和2次相位匹配滤波的方法提高了DBS的分辨率;针对斜视SAR距离走动大和距离弯曲小的特点,采用时域校距离走动、频域校距离弯曲的成像方法,并对其3次相位进行修正,有效扩大了方位聚焦深度。初步试飞结果验证了系统设计和处理方法的合理性。     

用于自主导航的SAR/多普勒雷达一体化技术设计

面向复杂电磁环境下不依赖卫星的自主导航作战需求,研究一种多普勒雷达和合成孔径雷达(SAR)成像一体化设计技术。利用多普勒雷达完成高精度测速,测速精度优于0.2%,能实时精确地修正惯性制导的速度累积误差,提升导航精度。采用SAR成像技术通过景象匹配修正惯性制导的位置累积误差,从而实现高精度的完全自主导航。针对一体化技术引入的刚体平台对SAR成像精度的影响,利用惯性制导的瞬时高精度特性,对该平台下SAR成像进行实时补偿,并给出仿真结果。研究结果表明：经补偿后SAR图像方位向分辨率由6.01 m提升至2.88 m,聚焦深度由1.3 dB提升至-30 dB,满足景象匹配修正要求;该一体化技术同时兼顾测速和SAR成像精度,方法有效,满足自主导航作战需求。     

斜式模式距离-多普勒-距离星载合成孔径雷达成像算法

距离一多普勒一距离(R-D-R)成像算法是根据雷达回波信号的傅里叶谱的相位特性进行相位补偿和聚焦的,且运算量不大。本文对该算法进行了修正,使该算法适用于斜视模式的机载和星载SAR成像。在数学推导的基础上,给出了算法流程和该算法的点目标成像仿真结果,并把该算法应用于星载SAR成像,给出了它的Radarsat-l原始数据的成像结果,验证了该修正算法可应用于机载和星载SAR成像处理。     

去调频SAR成像处理算法

在合成孔径雷达中,为了提高距离分辨率,一般采用宽频带发射信号。宽频带信号可以有许多形式,如相位编码等,但用得最多的是线性调频(LFM)脉冲信号。由于线性调频信号的特殊性质,对它的处理不仅可用一般的匹配滤波方式,还可用特殊的去调频(dechirp)方式来处理。当雷达在接收回波信号时采用去调频处理方式,能大大减小回波信号的采样率和数据量计算量。文章主要研究了对采用去调频方法的正侧视条带式合成孔径雷达信号进行高分辨率成像的处理算法,并利用仿真数据完成了去调频后的成像,验证了该成像算法的可行性和有效性。     

一种小型漂浮式天线横滚角动态处理方法

研究了一种用于我国近海海域隐蔽式军事侦察的小型漂浮式卫星天线横滚角的动态处理方法。从理论上研究横滚角对天线与卫星通信的影响,以及横滚角变化与方位角和极化角变化的关系;研究通过方位角和极化角的补偿来隔离横滚角变化对通信影响的横滚角动态处理方法;以4级海况下漂浮式天线系统的横滚角度变化情况为测试样例,比较横滚角动态补偿方法和4轴伺服补偿过程中自动增益控制（AGC）的变化情况,证实了横滚角动态处理方法切实可行。     

空空导弹雷达导引头成像研究

文中探讨了空空导弹成像雷达导引头的工作模式、成像算法.空空导弹弹载SAR平台的大斜视角和大机动特点对成像算法的实时性、运动补偿提出了更高的要求.根据空空导弹和目标的运动特性,文中分析了不同制导阶段成像模式的选择方法和成像算法的设计.     

基于小波变换的平台惯导抗扰动寻北技术研究

分析了在车载平台惯导陀螺仪控制角速率的实际测量中,由于油机启动、人员走动、风扰等低频干扰的存在,很难将有用信号和干扰信号区分开导致的寻北误差这一工程实际问题.介绍了小波理论这种新的信号处理技术,将其应用于控制角速率测量处理中.试验结果表明,在扰动条件下,提高了平台惯导的寻北精度,有重要的理论意义和工程实用价值.