线性调频连续波SAR成像算法研究

本文研究了线性调频连续波SAR的距离徙动算法成像.线性调频连续波SAR发射的信号周期较长,雷达在发射和接收信号期间不能再视为静止,STOP AND GO近似不能再视为有效.针对线性调频续波SAR的特点,在STOP AND GO近似成立的条件下,讨论距离徙动算法的实现过程.STOP AND GO近似失效时,通过补偿线性调频连续波SAR连续运动引入的多普勒频移,将此运动产生的多普勒频移转化成对距离的影响,对距离徙动算法提出了改进,并给出点目标的仿真验证.     

基于DBF-SCORE的Ka SAR-GMTI信号处理方法研究*

在SAR信号处理中为增大接收增益,提高系统回波的信噪比,可利用数字波束形成(DBF)技术(扫描接收技术)生成灵活控制的高增益窄波用于多通道接收、处理回波信号。分析并推导了距离向多通道的回波信号,然后详细分析了基于偏置相位中心天线（DPCA）的SAR GMTI处理方法。在此基础上给出了一种使用DPCA杂波抑制技术处理基于时变加权DBF SCORE回波的Ka SAR GMTI处理方法,并给出了系统实现原理。与其他SAR GMTI处理方法相比较,使用DBF技术可以提升系统信噪比,有助于改善杂波抑制性能。通过仿真,验证了用DPCA技术处理基于DBF动目标回波的有效性。     

基于FPGA的GHz宽带中频数字采集系统的设计

针对大带宽复杂电磁信号的测试分析,介绍了一种基于FPGA的GHz带宽中频数字采集系统的设计,论述了系统的硬件总体设计和信号处理算法设计方案。采集系统ADC以1.6GHz采样率对中频信号进行采样,然后通过FPGA进行数字信号处理,通过对传统多相滤波算法的改进,设计了FPGA的高速大带宽信号的数字滤波方案,并采用多路并行处理的方法设计了高速数字正交混频算法,实现了最大为640 MHz的分析带宽和带内多路信号分析的功能。     

一种基于压缩感知的宽带SAR信号侦察方法

针对SAR信号侦察中大带宽带来的高采样率和大数据量问题,将压缩感知理论应用到SAR最常用的线性调频信号频率估计中。根据LFM信号参数可稀疏特性构建了过完备冗余字典,在压缩域利用正交匹配追踪算法进行频率估计。在获得信号频率参数高精度估计的同时,大大减少了采样率以及数据量。仿真实验证明了该方法用于宽带SAR信号侦察的可行性和有效性,特别在多信源、低采样数以及低信噪比情况下仍具有较高的估计精度。     

SAR信号在距离多普勒域和二维频域中的频谱分析

合成孔径雷达的回波信号是SAR成像等一系列处理的基础,通过对SAR信号频谱的分析有利于脉冲压缩即匹配滤波器的设计,SAR信号频谱是目前较为精确高效的成像算法如RDA、wKA、CSA的理论基础。通过对频谱的分析有利于SAR成像中距离徙动、多普勒模糊等问题的解决。重点分析、详细推导了SAR信号在距离多普勒域及二维频域中的频谱表达式,深刻理解傅里叶变换的本质作用;最后利用Matlab对单个点目标分别在零斜视角、非零斜视角下的接收信号特性进行仿真,理论和实验分析SAR信号在这两种域的频谱性能。     

基于FPGA的可变带宽基带信号回放系统设计

针对不同带宽基带信号回放到目标中频的需求，设计了一种可变带宽基带信号回放系统。该系统以FPGA为核心数据处理单元，通过配置高速数模转换芯片AD9122和时钟芯片AD9516完成基带信号的回放功能。为解决不同带宽基带信号采样率与DAC发射速率不匹配的问题，设计了一种多速率处理算法，采用多级HB滤波器、CIC滤波器和Farrow滤波器级联的结构实现了任意倍的采样率转换功能。算法仿真和实际测试结果表明该系统能够以较少的资源消耗将1 kHz~20 MHz的可变带宽基带信号回放到目标中频上，回放信号无杂散动态范围不低于60 dBc,满足实际通信系统需求。     

基于LabVIEW的机载SAR回波模拟器设计

本文针对SAR系统的测试需求,设计了一套基于LabVIEW的SAR回波模拟源。该模拟器利用LabVIEW虚拟仪器技术实现人机交互,能够根据目标回波参数生成所需的SAR回波数据,并通过PXI总线控制信号发生器输出两路正交回波信号。测试结果表明该模拟器生成的回波信号质量高,实时性强,能够满足SAR系统测试需求,具有很高的工程应用价值。     

基于PCI的托卡马克高速数据采集系统研究

为满足EAST托卡马克装置放电实验需要,为物理实验人员提供连续、高采样率的物理诊断分析数据,设计并实现了基于PCI总线的托卡马克长时间高速数据采集系统。详细叙述该数据采集系统的软、硬件设计,该系统由ADLink工控机和高速数据采集卡DAQ2010构成,通过双缓冲的采集方式实现了多路信号的连续、同步采集,使用改进的LZO算法对数据进行压缩并实时将数据上传到大容量数据服务器。实验结果表明,该系统能够在2MSps采样率下连续稳定工作,系统运行稳定,满足实验对数据采集速度和同步的要求。     

基于时分处理的BOC信号通道时延标定算法

卫星导航信号发射通道的设备自身时延是星地组合时延的一个部分,卫星在地面测试中必须进行通道时延标定。针对导航卫星BOC（binary offset carrier）调制导航信号发射通道绝对时延,提出了一种采用时分处理的时延标定算法。在完成导航卫星输出BOC导航信号和时间保持系统产生的秒脉冲信号双通道同步采样后,在数字域对BOC采样信号进行预处理和串并变换,将高速数据流变换为多路低速率数据流,对每路信号频率码相位捕获,从而得到BOC信号发射通道绝对时延。计算机仿真表明在采样率10 Gsa/s时提出算法的标定不确定度优于0.2 ns。     

基于HVS结构相似度的极化SAR图像质量评价方法

通过人工解译对极化SAR图像进行地物分类,可提高测绘产品的生产效率。极化SAR图像质量评价是一项重要工作,然而传统的评价方法在针对极化SAR图像时未能充分考虑极化SAR图像的伪彩色特征与边缘信息特征,也未能满足人眼视觉系统（HVS）的特殊需求。因此,提出了一种基于HVS结构相似度（SSIM）的极化SAR图像质量评价方法。该方法对传统算法进行了改进,综合考虑了HVS特性与极化SAR图像的特点。实验证明该方法符合HVS的特性,而且能够针对极化SAR图像的特点给出准确的评价结果。     

基于压缩感知的SAR宽带干扰抑制方法

压缩感知合成孔径雷达成像能够利用较少的观测数据清晰的恢复目标图像,但当回波中存在宽带压制干扰时,会严重破坏场景稀疏性,造成成像质量恶化。研究了一种基于选择性测量的自适应压缩感知宽带压制干扰抑制方法,通过构造一种压缩域投影滤波器并结合噪声联合检测算法,自适应感知干扰的位置信息,对合成孔径雷达（SAR）回波信号进行选择性测量,从“源头”上避免了干扰对SAR目标回波信号稀疏性的影响。仿真结果表明,该方法在减少SAR系统处理数据量的同时,使SAR成像质量明显提高,证明了该方法的有效性。     

一种新的SAR窄带干扰抑制方法

合成孔径雷达易受电视网、通信网等无线设备的电磁干扰,严重影响成像质量。本文在分析SAR受到的干扰特点和信号模型的基础上,提出了一种基于压缩感知的SAR窄带干扰抑制方法。该方法根据SAR回波信号和窄带干扰信号在Chirplet字典上的调频斜率参数不同,在SAR回波信号重构过程中对干扰信号进行筛选并抑制,再把去除干扰后的压缩数据利用常规SAR成像算法进行成像。仿真结果表明,该方法不仅能有效抑制窄带干扰,而且大大减少了SAR系统成像处理的数据量,验证了本文所提方法的有效性。     

带通采样特点和仿真

数字信号处理首先要把模拟信号变换为数字信号，最常用的方法是采样，奈奎斯特定律要求采样频率大于等于信号最高频率的两倍，对中心频率较高而频带较窄的信号使用奈奎斯特定律，会造成采样频率很高同时有很多频段空白，带通采样和低通采样在本质上相同，而采样只与信号带宽有关，所以对这种信号使用带通采样可以大大降低采样率，本文对带通采样进行详细的分析并进行仿真。     

聚束式合成孔径雷达回波数据分块模拟方法

本文提出了一种将聚束模式合成孔径雷达(SAR)回波数据在方位向分成若干子数据,然后将子数据采用条带模式SAR回波模拟算法生成的方法.该方法得到的每个子回波数据的方位向带宽小于条带模式SAR的方位向采样频率,利用它们多普勒频率之间的关系在频域进行插值、移位后可以合成完整的聚束式SAR回波数据;也可以对每个子回波数据使用标准的条带模式聚焦技术进行处理后合成完整的聚束式SAR图像.另外,该方法也说明对聚束式SAR回波数据可以采用方位向分割的方法进行条带式处理,这也可以作为聚束式SAR成像处理器的一个研究方向.仿真结果证明了该方法的有效性.     

Time domain analysis and design of multirate wave digital filters

A generalized time domain approach is described for the analysis and design of wave digital filters capable of performing sampling rate alterations whether integer or non-integer. It is based on sequential computation of the filter's system response; then this discrete response is reduced to a rational function form. the proposed approach is characterized by its simplicity as well as its ability to analyse and design multistage, multirate wave digital structures. Illustrative examples are also given.     

超宽带SAR数字正交解调器设计

超宽带正交解调器是高分辨率合成孔径雷达(SAR)系统的关键部件之一,其性能直接影响到成像的效果,而数字方法能在一定程度上降低误差。本文给出了1种超宽带数字正交解调器的设计方法,选择采样频率为四倍带宽,节省了2个高速乘法器的开销;采用线性规划理论中单纯形方法优化设计双滤波器通道的系数,得到很好的脉冲压缩效果。并给出了硬件设计方案,使用FPGA实现高速并行滤波。该数字正交解调器能很好地应用于高分辨率SAR系统。     

基于DDWS技术数字基带信号的产生与主要误差分析

随着SAR信号处理技术的数字化,开发基带数字信号源对于满足SAR向多分辨率、多模式的发展具有重要的意义。本文提出了一种基于DDWS技术的多功能数字基带信号源的设计方案,该信号源以单片FPGA作为控制核心,具有结构简单、灵活性好、通用性强等优点,并讨论了该信号源的主要误差来源及主要参数对信号质量的影响,对信号源的工程实现提供一定的参考。基于该技术的数字基带信号源已成功应用到某高分辨率合成孔径雷达系统中。     

双频激电仪接收机

双频激电法是一种应用广泛的频率域激电法,双频激电仪是基于双频激电法的一种物探仪器.该双频激电仪接收机在接收到双频电流信号后,经过简单的信号调理放大电路后由数据采集卡转换为数字信号并通过USB通信送入PC上位机.在上位机中,LabVIEW软件平台对该信号进行数据采集、滤波、隔直、双频信号分离、积分等处理后计算出视幅频率和...     

SAR数字自动增益控制的步进调整法设计

应用于合成孔径雷达(SAR)的数字自动增益控制(DAGC)需要合适的增益门限才能有效地扩展接收机的动态范围,保证闭环系统稳定。针对应用于SAR的增益控制策略,在深入研究DAGC的单、双门限步进调整法的基础上,通过回波信号统计和系统性能分析,提出一种基于信噪比最优准则的门限设置方法,并给出双门限调整法的上下门限对比量的限定。数据域参数对比和仿真成像结果表明,该门限设置方法优于常规方法,更适用于SAR的自动增益控制。