前视成像雷达图像序列配准算法研究

为解决前视阵列成像雷达中图像序列的配准问题,该文将前视阵列雷达的成像原理与Hausdorff距离有机结合,提出一种图像序列配准方法.该方法基于传感器信息、图像分辨率校正和回波域Hausdorff距离,首先利用传感器信息估计出图像间的距离向偏移,在此基础上修正天线孔径长度并校正序列图像分辨率.为解决地雷目标各向同性造成的...     

一种基于多标定体融合的超宽带虚拟孔径雷达系统校正方法

系统校正技术是影响超宽带(Ultra Wide Band,UWB)虚拟孔径雷达(Virtual Aperture Radar,VAR)对浅埋弱小目标穿地探测效果的重要因素,系统的超宽带特性及多通道不一致性使得常规高频窄带雷达基于单一标定体的校正方法不再适用,该文在对系统误差、标定体及地雷电磁特性分析的基础上,提出了多标...     

基于GPU的后向投影SAR成像算法

后向投影(BP)是一种精确的时域合成孔径雷达(SAR)成像算法,但是其巨大的运算量很难满足实时成像的要求,图形处理器(GPU)具有强大的浮点运算和高度的并行处理能力,为BP算法的实时成像提供了一个很好的平台。提出基于GPU的并行化BP算法,利用了四种优化方法对并行化BP算法进行加速,并且针对共享存储器的bank冲突问题提出了相应的解决方法,减少了共享存储器访问时间。最后给出仿真数据的成像结果,结果表明,与传统的基于CPU单线程的BP算法相比,成像速度可达到70倍以上的提升。     

低频超宽带步进频率收发系统的设计与实现

收发系统的设计与实现是低频超宽带步进频率地表穿透雷达系统的关键技术之一。文中面向低空探地应用,着重讨论了超宽带脉冲步进频率雷达收发系统的参数设计、并行分时信号源的设计实现、收发系统射频凹口的设置和修复等几个问题。闭环一维距离像拼接结果表明,该收发系统具有体积小、重量轻、性能良好的特点,适合低空无人机载平台使用,为后续高分辨大范围SAR成像及浅埋目标探测等信号处理研究打下了良好的基础。     

基于模糊超球面支持向量机的超宽带SAR地雷检测

机载或车载超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)可以大区域快速探测单个地雷和雷场,是探雷的发展趋势。虚警太多是UWB SAR探雷实用化的主要问题。本文提出了模糊超球面支持向量机( FHS-SVM)地雷检测器。FHS-SVM在高维核特征空间中构造封闭的超球面区分地雷和杂波,并在学习过程中利用隶属度定量表征地雷和杂波误判风险不同及地雷埋设环境变化等因素对检测器的影响。轨道地表穿透SAR(Rail-GPSAR)系统实测数据处理结果表明,FHS-SVM比传统超球面SVM(HS-SVM)和超平面SVM(HP-SVM)具有更好的检测性能。     

超宽带SAR子孔径NCS实时成像算法

本文提出了一种适用于超宽带SAR实时成像的子孔径非线性CS(Nonlinear Chirp Scaling)算法,该算法利用方位向信号分量的时间和频率的锁定关系,在时域中互不重叠地划分子孔径,大大降低了系统存储量和运算量的需求,并采用时域加权方法将非重叠子孔径划分造成的假目标抑制到-31dB;此外,将MD自聚焦技术融入子孔径结构中,实现对大孔径复杂运动误差的有效补偿。仿真数据和实际数据验证了该算法的有效性。     

分裂孔径发射阵列接收BP算法方位分辨率分析

方位向上的合成孔径可通过接收天线阵列各单元顺序接收来实现,因此研究合理有效的天线配置方式和工作模式具有重要意义.本文基于固定孔径BP成像模型,推导了单发射天线配置和分裂孔径发射配置下方位分辨率的计算公式,从理论上证明了后者比前者的方位分辨率提高了一倍,具有与传统单站SAR相近的方位分辨率.理论计算和仿真结果的一致性验证了所提出的方位分辨率估算方法的正确性,可为天线配置的选择及设计提供理论依据.     

基于深度学习的GPR时频域联合电磁反演方法

对探地雷达(ground penetrating radar, GPR)数据进行电磁反演可以获得探测区域中目标的几何参数和电磁参数. 本文针对GPR时域数据与频域数据在图像域的特征差异,首先设计了基于深度学习的GPR维度变换自编码器提取GPR回波数据的时域特征,并对GPR时频域特征进行一致化处理;然后设计了基于时频融合数据的电磁反演处理框架GPR-EInet,并分别使用2000和200个GPR B-Scan数据对GPR-EInet进行训练和测试. 仿真实验结果表明,GPR-EInet可以在SNR=?10 dB、目标介电常数与背景介电常数的相对偏差为50%的情况下实现单/双目标的电磁反演,介电常数反演结果与真实值的结构相似性指数（structure similarity index measure, SSIM）达到了0.995 64. 分别运用GPR-EInet、ünet与PINet对仿真数据进行电磁反演,结果表明: GPR-EInet的抗噪性能要优于PINet与ünet. 对实测的GPR数据也开展了电磁反演实验,获得了探测区域的目标参数信息. 与单独的时域或频域数据反演相比,时频融合数据提升了GPR-EInet的电磁反演精度与噪声抑制能力.     

基于压缩感知的地雷散射结构提取

利用目标信号的先验稀疏性,通过压缩感知(Compressive Sensing,CS)方法可以实现对目标的稀疏成像,获取其空间散射结构。该文将CS理论应用于车载前视步进频率超宽带探地雷达(Vehicle-mounted Stepped-frequency Forward-looking Ground Penetrating Virtual Aperture Radar,SFGPVAR)系统,通过电磁建模,指出金属地雷目标可近似为具有旋转不变性的对称圆柱体,在对电磁仿真和实测数据分析的基础上,得到超宽带SFGPVAR系统中金属地雷具有孤立的双散射点结构,在成像空间满足稀疏分布条件,因此利用CS算法可以实现地雷空间散射结构的提取。该文最后通过对SFGPVAR系统实测数据处理验证了CS算法提取地雷散射结构的可行性以及地雷双散射点结构特征的稳健性,该方法不仅拓展了地雷目标特征提取的新思路,也为具有简单离散散射结构目标的检测鉴别探索出一条新路。     

一种基于时域差分的穿墙雷达BP成像算法

利用步进频连续波雷达对墙后运动的人体目标进行探测,对墙体杂波抑制和人体目标成像展开了研究.首先,利用人体目标慢速运动的特征,采用时域差分的方法抑制墙体杂波,使人体目标回波得以凸显;然后,分析了墙体折射对目标回波时延的影响,在此基础上对传统的后向投影成像算法进行了改进,使其适用于墙后区域的目标成像;最后,对该算法进行了推广,在一定程度上实现了对人体目标的跟踪.实测数据的处理结果表明,该算法能够在系统离墙12.6 m的情况下有效地消除墙体回波的影响,清晰地显现出在墙后运动的人体目标..