基于GNSS的无源雷达海面目标检测技术综述

与常规雷达相比,无源雷达由于不需要特定的发射站,具有成本低、抗干扰能力强等优势。用于构成无源雷达的机会照射源种类多种多样,其中,全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)由于其全球覆盖的特性,且具有较大的信号带宽,将其作为机会照射源构成无源雷达在海面目标检测方面有着显著的优势。本文首先建立了GNSS照射下的海面目标回波模型,并分析了基于GNSS的无源雷达海面目标检测的难点;接着介绍了现有基于GNSS的无源雷达海面目标检测方法,并分析了各个方法的优缺点;最后,对基于GNSS的无源雷达海面目标检测的研究前景和发展趋势进行了展望。     

车载分布式MIMO雷达原理与实测数据分析

文中分析了分布式构型多输入多输出(MIMO)雷达及其处理框架,并针对车载应用场景,结合超分辨测角算法给出了一套基于分布式MIMO雷达的成像、测速、跟踪处理流程。在此处理流程的基础上,文中创新性地提出了基于高斯混合概率假设密度(GM-PHD)跟踪算法的距离-角度-速度关联方案,并对GM-PHD算法进行了改进,增加了标签配对功能,同时实现了多维信息的快速关联和目标的航迹跟踪。最后,利用实测数据验证了相关算法的有效性和实用性,与单一雷达成像及跟踪结果对比并进行了详细分析,验证了分布式MIMO雷达具有更优的目标检测性能及目标跟踪效果。     

高轨辐射源被动雷达空-时积累海面动目标检测技术

被动雷达作为一种特殊的双（多）基雷达体制,具有低成本、反隐身和抗干扰能力强等显著优势;与传统辐射源相比,地球同步轨道（geosynchronous earth orbit, GEO）卫星具有覆盖面积广、重访周期短、地面功率密度高等特性,将其作为辐射源构成高轨辐射源被动雷达,在广域持续隐蔽探测中具有显著优势。本文针对一发多收的高轨辐射源被动雷达系统,为解决多基目标回波的高精度融合问题,提出了一种基于空-时联合积累的高轨辐射源被动雷达海面运动目标检测技术。首先,利用Keystone变换和去调频傅里叶变换实现目标回波能量跨距离单元和跨多普勒单元现象的校正,并将各站目标回波能量积累到多普勒参数域;然后,根据目标角度、距离、多普勒参数与多基构型间的解析形式,建立各站目标回波域、多普勒参数域间各自映射关系,从而解决了多基间目标距离和多普勒参数的差异性问题,完成了多基间目标回波能量的对齐和积累,实现了高轨辐射源被动雷达动目标检测和定位。      

无源多基雷达海面运动目标检测与定位方法

由于北斗卫星导航系统全球覆盖的特性,以其为辐射源构成无源雷达在海面监测方向具有应用潜力。本文针对多颗北斗卫星为辐射源所构成的无源多基雷达,提出了一种目标回波空时联合积累方法,可实现海面运动目标的检测与定位。首先,本文提出距离反转-方位伸缩变换（RRAST）,将各二维时域回波转换为一维方位信号,并将其多普勒质心置零;然后,利用去调频积分变换（DcIT）处理实现回波的长时间积累,并非相干叠加多源回波实现目标回波的空间积累,在多普勒调频率域实现海面运动目标的有效检测;最后,将多源回波均映射到目标运动参数域,根据峰值位置实现目标的定位与速度估计。仿真实验结果表明,本方法可在低信噪比条件下实现海面运动目标的检测与定位。      

微波光子SAR最优子带融合的全分辨伪彩图生成方法

微波光子(MWP)雷达是一种通过光子器件对传统微波雷达硬件架构进行改进的新型雷达系统。借助光子器件卓越的物理特性,MWP雷达能够发射超宽带、高线性度的高质量线性调频信号,从而实现对目标的超高分辨率探测与成像。在目标成像与探测过程中,不同结构和特性的目标区域对不同频率信号的响应存在差异。因此,微波光子雷达具备通过散射差异生成伪彩图像的潜力,从而进一步提升微波光子合成孔径雷达(MWP-SAR)的信息获取能力。传统的遥感技术生成的伪彩图像分辨率较低,无法达到厘米级的分辨。因此,该文提出了一种在保证MWP-SAR高分辨率的前提下合成伪彩图像的方法。该算法首先建立了最优子带回波搜索模型,随后采用最优子带搜索算法对超宽带回波进行处理,以获取散射特性相差最大的子带回波通道。再对多子带差异图像进行色彩合成,通过这一处理步骤,能够生成对目标散射特性最佳描述的伪彩图像。同时,为了确保MWP-SAR的分辨率不受到损失,建立了一个融合模型,将全分辨率的SAR图像与多子带图像相融合,以维持伪彩图像的高分辨率。最终,通过实测的机载MWP-SAR数据成功地合成了全分辨率的伪彩色图像,从而验证了该算法的有效性。该算法...     

临近空间慢速平台SAR地面动目标检测与成像

临近空间慢速平台SAR具有生存能力强、持续工作时间长、机动性能好等特点。该文提出了一种临近空间慢速平台SAR地面动目标检测与成像方法。由于平台运动速度较慢,地面静止杂波多普勒展宽较窄,有利于将地面杂波与动目标回波进行分离。首先利用多普勒滤波器实现地面动目标回波与静止杂波的分离,提取出动目标回波;然后将一阶Keystone变换与变分辨多普勒调频率估计方法相结合,在动目标速度未知的情况下完成距离走动校正和距离弯曲校正,解决了动目标回波距离徙动校正难的问题。利用估计出的多普勒调频率设计出方位压缩函数进行方位聚焦,从而完成动目标的检测与成像。该方法不仅适用于地面慢速运动目标,同时也适用于快速运动目标。计算机仿真验证了该方法的有效性。     

基于Chirp-z变换的低复杂度双基前视SAR扩展NLCS成像算法

双基合成孔径雷达(SAR)由于收发分置的特殊几何构型,具备对前视区域高分辨成像的优势,在精确制导、自主着陆、对敌打击等领域有着重要应用价值。但是双基前视SAR具有强回波二维耦合特性,成像算法需要的处理流程更为复杂。扩展非线性变标(ENLCS)算法虽然能够有效解决这种构型下空变的距离徙动(RCM)和多普勒参数问题,但在将雷达数据从回波域映射至图像域的过程中,会带来一定的数据量冗余,而且ENLCS的方位向处理流程过长,导致算法的数据量和存储成本大大增加,很难满足相关领域实时性的要求。为了降低ENLCS算法的运算复杂度与数据冗余度,提高算法实时成像处理的效率,文中通过在距离徙动校正(RCMC)过程中采用Chirp-z变换(CZT)结构实现无插值的Keystone变换(KT)降低运算复杂度,并在ENLCS均衡过程中加入线性因子显著降低数据映射过程中的冗余量,进一步对算法方位向处理过程加速。与原算法相比,总体运算量及耗时更低。仿真和实测数据的处理结果验证了算法的有效性和高时效性。     

基于GF-3照射的星机双基SAR成像及试验验证

星机双基地合成孔径雷达（SAR）利用卫星发射、机载接收实现对地海面目标的高分辨成像,具有可成像范围广、隐蔽性好、抗干扰能力强等优点,且可以实现前视、斜视、侧视等多种模式的成像,提供更加丰富的地物信息,具有十分广阔的民用和军事应用前景。针对星机双基SAR,本文首先分析了成像性能与处理方案。随后,描述了基于高分三号SAR卫星照射的星机双基SAR成像试验构型与收发系统组成。最后,给出了星机双基SAR试验的成像结果,并结合成像区域的光学图像分析了系统成像性能。     

基于短时FrFT的双基雷达舰船成像最优时间段选取方法

双基雷达系统因其拥有较好的隐蔽性、抗干扰性、灵活性而应用广泛。舰船目标由于受海情影响存在三维运动，瞬时投影平面容易反复叠加，使图像出现严重散焦，大大降低成像分辨率，因此选取最优的成像时间段成为逆合成孔径雷达(ISAR)成像研究领域的热门话题。在双基几何构型下，文中结合图像对比度评判指标，提出一种基于短时分数阶傅里叶变换(FrFT)时频分析的成像时间段选取方法，获得在不同阶次下的时频分析曲线信息，利用估计频率分布的概率密度函数(PDF)选取多普勒频率较平稳的连续时间段，通过最大化图像对比度确定阶次与成像时间段，自适应地获得最佳的成像结果。该方法为最优成像时刻与时间长度的选取提供解决方案，仿真实验结果论证了该成像方法的有效性。