High-resolution ISAR imaging of fast rotating targets based on pattern-coupled Bayesian strategy for multiple measurement vectors

Very high resolution inverse synthetic aperture radar (ISAR) imaging of fast rotating targets is a complicated task. There may be insufficient pulses or may introduce migration through range cells (MTRC) during the coherent processing interval (CPI) when we use the conventional range Doppler (RD) ISAR technique. With compressed sensing (CS) technique, we can achieve the high-resolution ISAR imaging of a target with limited number of pulses. Sparse representation based method can achieve the super resolution ISAR imaging of a target with a short CPI, during which the target rotates only a small angle and the range migration of the scatterers is small. However, traditional CS-based ISAR imaging method generally faced with the problem of basis mismatch, which may degrade the ISAR image. To achieve the high resolution ISAR imaging of fast rotating targets, this paper proposed a pattern-coupled sparse Bayesian learning method for multiple measurement vectors, i.e. the PC-MSBL algorithm. A multi-channel pattern-coupled hierarchical Gaussian prior is proposed to model the pattern dependencies among neighboring range cells and correct the MTRC problem. The expectation-maximization (EM) algorithm is used to infer the maximum a posterior (MAP) estimate of the hyperparameters. Simulation results validate the effectiveness and superiority of the proposed algorithm.     

无掩模激光干涉光刻技术研究

介绍了一种不用掩模的光刻技术———激光干涉光刻技术的基本原理,给出了干涉光刻技术的主要特点及一些可能的应用,并对实验系统和初步实验结果进行了分析。研究表明,激光干涉光刻具有大视场和分辨率高和视场宽等优点。     

β—BBO晶体的电光性能

用干涉法测量了β－ＢＢＯ晶体的电光系数：γ２２＝２．６，γ３３＝０．２３，γ３１＝０．２５，γ５１＝－３．５×１０－１２ｍ／Ｖ。结果表明如果在Ｙ方向加电场，Ｚ方向通光，β—ＢＢＯ晶体可能制作成有应用价值的光开关。     

雷达目标特征提取的一种方法

将小波变换和马氏距离相结合，提出了一种基于ISAR成像的雷达目标特征提取方法。对ISAR成像数据进行正交二进Symlet小波分解和门限处理，对数据进行压缩，然后计算压缩后坐标点的马氏（Mahalanobis)距离，得到目标稳定的特征向量。由实验结果看出，此向量具有在一定范围内的不变性，能够用于雷达目标识别。     

基于实时地形校正的InSAR图像匹配算法

针对侧视雷达/可见光图像匹配制导系统中由于雷达图像地形畸变引起的误匹配问题,提出了一种基于干涉合成孔径雷达（InSAR）的实时地形校正图像匹配算法。该算法以侧视雷达成像几何构象为基础,利用InSAR获取的实时地形数据对获取的SAR景象数据进行实时几何校正,生成无畸变的SAR景象数据,然后利用校正后的SAR景象数据与提前安装的可见光基准数据进行基于去均值归一化互相关模板的图像匹配。实验结果表明,通过实时地形校正,该景象匹配算法在复杂地形区域的匹配概率和匹配精度都大大优于传统SAR景象匹配算法,有效地提高了SAR图像匹配制导技术的适用性。     

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。     

测量超短激光脉冲啁啾阶数及量值的一种新方法

提出了一种测量超短激光脉冲啁啾阶数及量值的新方法。根据二次干涉自相关(IAC)包络比值对啁啾有很高灵敏度的特性,通过对IAC包络比值进行分析计算获得判断啁啾阶数的方法,并得到包络比值中央半宽与啁啾量值间的对应关系。采用IAC二次谐波检测系统对加浓染料激光器输出的脉冲进行测量,结果表明,被测超短激光脉冲含有平方啁啾,啁啾参数为0.80,实现了对超短激光脉冲啁啾阶数及量值测量。     

Asynchronous rotation scan for synthetic aperture interferometric radiometer

Synthetic aperture interferometric technique has wide applications in optics, radio astronomy and microwave remote sensing areas. With the increasing demands of high resolution imaging observation, a new time-sharing sampling scheme of asynchronous rotation scan is proposed to meet the technical challenge of achieving a large equivalent aperture and overcome the operating barriers of space borne application. This configuration is basically composed by two asynchronously and concentrically rotating antenna groups, whose revolving radii and speeds are different. The synthetic aperture system with asynchronous rotation scanning scheme can effectively solve the trade-off problem of system complexity, and greatly simplify the system hardware at the cost of sacrificing a certain time resolution. The basic rules and design methods of asynchronous rotation scan are investigated The Gridding method is introduced to inverse the spiral sampling data for image reconstruction. The potential applications of geostationary orbit (GEO) earth observation and solar polar orbit (SPO) plasma cloud observation are explored with numerical simulations to validate the significance and feasibility of this new imaging configuration. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 40574070, 40671121, 40701100 and 40801136) and the National High-Tech Research Program of China (“863” Program) (Grant No. 2006AA12Z141)     

ISAR Imaging of Fluctuating Ship Target Based on a Novel Approach for Cubic Chirplet Decomposition with Local Polynomial Wigner Distribution

基于局域多项式魏格纳分布的三次Chirplet分解新方法及其在舰船目标逆合成孔径雷达成像中的应用

王勇,高建军

(哈尔滨工业大学 电子与信息工程学院)

创新点说明：

1） 本文提出一种三次Chirplet分解的新方法。通过计算散射点回波信号的局域多项式魏格纳分布,可获得三次Chirplet基函数的参数估计。解决了传统参数估计方法存在的算法复杂、计算量大等问题。

2） 本文提出一种基于三次Chirplet分解的舰船目标逆合成孔径雷达成像新方法,解决了舰船目标复杂运动情况下,传统的成像方法成像质量下降的问题。本文方法可获得舰船目标高质量的成像结果。

研究目的：

本文的写作目的主要是为了解决舰船目标复杂运动情况下如何提高成像质量的问题。同时提出新的信号参数估计方法,解决传统方法存在的算法复杂、计算量大等问题。

研究方法：

1） 基于局域多项式魏格纳分布的三次Chirplet分解的新方法。通过峰值搜索,可获得三次Chirplet基函数三次相位系数的估计,进而通过解调频等技术获得其它信号参数的估计。对于多分量信号,可通过洁净技术逐一估计出不同信号分量的参数。

2） 舰船目标复杂运动情况下,散射点回波信号可用多分量多项式相位信号模型来进行刻画。通过对多项式相位信号进行三次Chirplet分解,可获得其内在结构信息。进而采用距离——瞬时多普勒成像算法,可获得舰船目标高质量的成像结果。

仿真数据和外场实测数据成像结果验证了本文方法的有效性。

结果：

1） 文中构造了三维摆动的舰船目标及其回波信号模型,如文中图2所示。相应的成像结果如文中图4所示。此时获得了舰船目标高质量的成像结果。

2）文中选取舰船目标的外场实测数据,相应的成像结果如文中图6和图7所示,进一步说明了本文算法的适应性。

结论：

基于局域多项式魏格纳分布的三次Chirplet分解的新方法,可获得三次Chirplet基函数的高精度参数估计结果。将该方法应用于复杂运动舰船目标的逆合成孔径雷达成像中,可获得舰船目标高质量的成像结果。

关键词：三次Chirplet分解;局域多项式魏格纳分布;逆合成孔径雷达成像