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.     

基于图像对比度的舰船目标成像算法

针对舰船目标ISAR成像时舰船随机摆动对于成像质量的影响,提出了一种同时基于多普勒中心估计和图像对比度准则的最优成像时间段选择方法。该方法根据海舰船回波的实际数据,估计各个回波的多普勒中心频率,并根据多普勒中心曲线选取舰船目标的线性成像段。然后,通过采用图像对比度准则,对该线性段进行处理。相比已有的方法,本文的成像效果更好。该方法易于实现且运算量较低,适用于实时应用。仿真数据的处理结果验证了本文所提方法的有效性。     

基于混和时频分析方法的ISAR成像研究

采用了一种混合时频算法来克服传统时频算法ISAR成像时交叉项干扰问题,提高成像分辨率;提出了"数据分割-时频分析与采样-数据拼接"成像加速方法提高ISAR成像处理效率.应用强散射回波点目标某飞机模型做仿真实验.对比传统ISAR时频分析方法和本文方法成像表明:本方法成像质量高,关键细节清晰可见,基本消除了无交叉项干扰,时频分辨率高:成像加速算法较传统成像算法缩短了一半以上的成像处理时间,成像实时性得到了显著提升。     

基于ISAR技术的太赫兹目标RCS测量

对目标RCS的研究主要包括电磁计算与基于成像的测量方法.由于受到计算机内存与运行时间的限制,电磁计算方法难以在太赫兹波段得到广泛应用.在基于图像的测量中常使用逆合成孔径雷达成像技术.后向散射算法(BP)常用于目标的反射图的重建.由于BP算法不能在图像中反映太赫兹波段目标显著的角闪烁现象,因此,使用子孔径成像技术对太赫兹目标RCS进行测量,并进行了仿真验证所提出算法的有效性.     

基于分布式压缩感知的全极化雷达超分辨成像

基于分布式压缩感知理论,提出了一种全极化逆合成孔径雷达超分辨成像算法,联合各极化通道进行超分辨处理.首先,建立全极化信号模型及超分辨字典,利用各极化通道信号的联合稀疏性将全极化超分辨成像建模为最小L2,1范数的优化问题,运用一种快速算法求解该优化问题.由于利用联合稀疏约束,多极化通道联合成像相比于单通道成像能够获得更好的超分辨性能和噪声抑制能力,最终有效提高图像极化融合的效果.同时,采用快速傅里叶变换操作提升了算法的运算效率.基于backhoe的仿真数据实验验证了该算法的优越性.     

基于波形预先设计和相位对消技术的步进频信号ISAR成像研究

针对步进频雷达系统,分析了目标匀加速运动对回波相位的调制效应,提出基于波形预先设计和相位对消技术组合的ISAR成像方法,该方法通过对脉冲重复时间的设计消除目标速度带来的相位高次项,并通过相位对消技术消除由目标加速度带来的相位高次项.因此对于匀加速运动的目标,算法不需要估计速度和加速度,减少了计算量.仿真试验演示了算法的...     

双基地ISAR成像分析

在建立远场条件下双基地ISAR转台模型的基础上,阐述了双基地ISAR的成像原理。针对双基地ISAR系统中相对转角计算复杂的问题,给出了一种利用合多普勒带宽计算双基地ISAR方位分辨率的方法。详细分析了双基地ISAR系统的收、发分置结构对目标成像的影响,针对双基地ISAR系统中机动目标多普勒频率信息的时变特性,将基于时频分析技术的距离-瞬时多普勒成像算法引入双基地ISAR目标像的重建过程中。最后,仿真实验验证了算法的有效性。     

岸基双基地雷达ISAR舰船成像时间选择

在建立和分析岸基双基地ISAR舰船目标信号模型的基础上,利用双基地雷达等效雷达视角对舰船目标进行运动分析,并以此为依据选择观测数据段成像,利用RD成像算法得到舰船目标的混合视图;通过回波数据分段成像,利用子图像对舰船目标的多普勒展宽和垂直转动分量进行估计,继而综合这两个估计确定舰船目标的俯视和侧视成像时刻.仿真数据验证...     

一种基于DCFT的三维ISAR成像方法

利用天线阵进行三维逆合成孔径雷达(ISAR)成像时,估计目标的横向运动参数是三维成像的关键.本文提出了一种基于离散调频傅里叶变换(DCFT)的横向运动参数估计方法用于天线阵的三维ISAR成像,可以在保证三维成像精度的同时有效减少算法的运算量.最后,利用本文中给出的成像算法对空间目标进行三维ISAR成像仿真验证,通过成像...     

基于自适应最优核时频分布理论的ISAR成像方法

由于运动的复杂性, 传统的成像方法已无法满足机动目标成像的要求。在分析机动目标复杂运动引起目标回波多普勒相位非线性变化的基础上, 提出了一种基于自适应最优核时频分布(AOK TFR)理论的ISAR成像方法。通过计算回波数据不同距离单元的AOK TFR, 得到不同时刻目标的瞬态ISAR像, 且不受交叉项的影响;通过估计距离单元的瞬时多普勒频率并依此对成像时间段进行选择。仿真数据结果验证了该方法的有效性。