一种基于机载三通道SAR的舰船成像方法

运动舰船在合成孔径雷达(SAR)图像中会发生散焦。为解决运动舰船精细成像的难题,提出了一种基于机载三通道SAR系统对舰船实现海杂波抑制和聚焦成像的信号处理方法。鉴于舰船运动的未知性,利用三通道SAR结构对舰船目标定位,可以抑制成像背景的强海杂波影响,同时引入数字聚束技术与广义二阶Keystone变换,解决了运动目标SAR成像中跨距离单元走动和散焦的问题,可对图像中多个不同运动状态的舰船实现并行成像处理,获取聚焦良好的图像。仿真数据结果验证了所述方法的有效性与可行性。     

低信杂(噪)比情况下机载雷达的舰船目标成像

传统的针对飞机目标的成像方法一般要求高信杂(噪)比以保证回波的强相关性,然而受海杂波和噪声的影响,舰船目标回波的信杂(噪)比可能不高.本文提出一种低信杂(噪)比情况下机载雷达对舰船目标的成像方法.该方法首先对回波数据进行慢时间尺度变换,去除距离频率-方位时间的二次耦合,再采用最小熵准则对包络斜率进行搜索,校正剩余的距离走动,最后利用分数阶傅立叶变换对多个散射点的参数进行估计,得到舰船目标的瞬态像.理论分析及实测数据的成像结果表明,针对低信杂(噪)比数据的处理,该方法优于传统方法.     

海面运动舰船目标的高分辨率SAR成像

基于高分辨率机载SAR,研究了合成孔径成像时间较长情况下海面运动舰船目标的SAR成像问题。根据船体上不同距离单元散射点多普勒历程可能不同的特点,采用粗校正和精校正相结合的方法在距离频率-方位时间域进行二阶和高阶相位补偿,完成运动舰船目标的距离徙动校正。提出了STFT和CDA处理相结合的时频分析成像方法,以获得较高的图像分辨率。实际数据的处理结果表明了该方法的有效性。     

FMCW-ISAR对舰船目标成像脉内补偿方法研究

调频连续波逆合成孔径雷达(FMCW-ISAR)具有造价低、功耗低和重量轻的优点,因此被广泛用于对各类目标成像。FMCW信号可以看作是占空比为1的脉冲信号,其脉冲宽度相对较长,在此期间内目标的运动常常不可忽略。此时,利用传统的“走-停”模式和距离-多普勒(R-D)算法得到的ISAR像将出现距离-方位2维的模糊,导致图像分辨率下降。该文针对FMCW-ISAR对舰船目标实测数据成像时出现的模糊现象进行了研究,首先建立目标的运动模型,并分析目标在调频周期内的运动分量对距离压缩结果和最终成像结果的影响,最后提出相应的脉内补偿方法以改善图像分辨率。对比补偿前后对仿真模型与实测数据的成像结果,该文所提出的脉内补偿方法能够有效抑制1维距离像的展宽,提高FMCW-ISAR的成像质量。      

宽幅SAR海上大型运动舰船目标数据集构建及识别性能分析

以TopSAR和ScanSAR成像模式为代表的宽幅合成孔径雷达(SAR)可以实现更大范围的海洋场景观测。但实现宽测绘带的同时降低了成像分辨率,因此宽幅SAR图像中的舰船目标缺乏清晰的结构特征,给大范围海上舰船目标识别带来了极大的挑战。同时,由于缺乏海上运动航母、两栖舰等大型关键目标的宽幅SAR样本数据,使得海上运动大型关键舰船目标识别更加困难。针对该问题,该文构建了宽幅SAR海上大型运动舰船目标数据集,共包含2291个大型舰船目标样本,类别划分为大型军事舰船,长度为≥250 m的大型民用舰船和长度为150～250 m的大型民用舰船。其构建过程为:首先,通过先验知识辅助获取港口区域大型军事舰船目标样本;其次,利用属性信息对OpenSARShip数据集进行长度筛选获取大型民用舰船目标样本;最后,在样本的距离-多普勒域添加二次相位误差进行运动仿真来模拟海上运动舰船目标的成像结果。此外,该文使用经典识别算法和深度学习方法对构建的数据集与运动仿真处理后的数据进行了识别性能分析,结果表明在低分辨率情况下采用SAR图像复数信息可以在一定程度上提高算法的识别率;并且运动舰船目标的散焦问题对识别准确率具有较大影响。      

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...     

匀速运动目标逆合成孔径激光雷达成像算法

由于逆合成孔径激光雷达（ISAL）发射信号具有超短波长、超大带宽的特点,在对匀速运动目标成像时,其回波信号存在色散效应,且目标散射点容易产生越距离单元徙动,利用传统的距离-多普勒成像算法将无法获取理想的ISAL图像。在对匀速运动目标回波精确建模的基础上,深入分析了由于目标运动引入的距离色散。提出利用分数阶Fourier变换（FRFT）补偿距离像色散,并对距离压缩后的回波信号进行预相干化处理,之后结合keystone变换消除目标散射点存在的越距离单元徙动,并最终实现对目标的高分辨成像。仿真实验验证了成像算法的有效性。     

一种基于Gabor变换的HRRP目标识别方法

从模式分类角度讨论了基于高分辨距离像的舰船目标识别问题,提出了一种基于Gabor变换的HRRP目标识别方法。通过对数据进行Gabor变换去除噪声,利用基于小波包分解能量的方法得到信号在不同频带的能量分布特性,最终通过支持向量机进行识别。通过对6类目标实测数据的分析,验证结果表明,该方法在舰船目标识别领域具有良好的应用前景。     

基于SAR实测数据的舰船成像研究

该文基于机载SAR实测数据,对舰船目标成像进行了研究。SAR成像是针对静止目标,舰船目标表现在SAR图像上是散焦的。基于舰船目标的非合作性,可采用ISAR的方法对其进行成像处理,以得到高分辨的舰船图像。该文介绍了如何从SAR实测数据中提取出舰船目标的回波数据,并讨论了对舰船成像比较有效的ISAR运动补偿方法。最后给出了多艘典型舰船的清晰成像结果。该文提供了机载雷达SAR模式工作时对舰船成像的有效处理方法。     

GEO SAR双频双通道动目标检测与参数估计

地球同步轨道合成孔径雷达（GEO SAR）在对动目标检测和成像方面更具优势,但随之而来的一些问题也需要进一步解决。本文提出了一种基于GEO SAR双通道双载频实现运动目标检测、成像和参数估计的方法。利用广义 Keystone 变换对杂波对消处理后的运动目标进行距离徙动校正,使用离散调频傅立叶变换（DCFT）结合牛顿迭代法搜索完成多普勒参数估计后,利用在不同工作频率下的求得的速度集合进行交集来解决快速运动目标速度模糊的问题。最后,仿真实验证明该方法的有效性。      

一种改善SAR对舰船目标成像质量的新方法研究

常规合成孔径雷达(SAR)成像技术适用于静止场景目标成像,在对海上舰船等运动目标成像时,由于目标存在自身转动分量,使得积累时间内回波多普勒频率不为常数,导致常规成像处理后,目标出现散焦、分辨力下降的现象.通过分析存在平动、转动分量目标回波的多普勒频率特征,可以把SAR对舰船目标成像问题转化为稀疏信号表示问题,利用信号重构回波散射系数实现二维成像.将基于贝叶斯学习的稀疏信号表示用在SAR对舰船目标成像上,采用该方法处理实测数据可获得较清晰的目标像,通过与传统方法的比较验证了该方法的有效性.     

基于分数阶傅里叶变换的运动舰船聚焦算法

为解决合成孔径雷达(SAR)图像中运动舰船目标产生的散焦现象,结合对比度最大算法和分数阶傅里叶变换(FRFT)算法,提出了一种改进的对比度分数阶傅里叶变换(CFRFT)自聚焦算法.该算法利用分数阶傅里叶变换对已成像SAR图像进行时频域分析,根据旋转角分别利用参数模型和非参数模型对二阶相位误差和高阶相位误差进行补偿,和传统的相位梯度(PGA)法相比,图像分辨率和旁瓣比提升显著,可以更有效地补偿SAR中舰船运动产生的相位误差.对不同舰船和尾迹SAR图像实验表明,算法对二阶以上的相位误差具有较好的补偿效果,误差估计准确性高,适用范围广,解决了SAR运动舰船的散焦问题,提高了海洋舰船监测的准确性.     

基于参数估计的海面运动舰船SAR成像方法

运动目标的多普勒参数对常规SAR成像具有一定的影响,该文根据目标的运动参数与多普勒参数的关系,组合并改进相关成像技术,提出了一套SAR运动舰船成像流程。该方法不仅能对单通道信号中的运动目标进行良好的聚焦成像,而且能将其成像在正确的位置。仿真实验和实测数据的成像结果验证了该方法的有效性和正确性。      

舰船的混合SAR—ISAR成像研究

运动机载雷达对海面运动舰船目标成像时，由于相对运动的复杂性，直接成像难以达到理想效果。因此必须事先估计两者相对运动变化，对数据段有选择地成像。本文基于图像投影平面原理，分析了机载雷达和舰船目标各自的运动特点，提出了采用子图像多普勒展宽估计雷达与目标相对运动的变化过程，并以此为依据，合理选择观测数据段成像，从而降低了成像难度，提高了成像质量。     

一种基于斑点抑制的SAR图像舰船航迹检测算法

该文分析了合成孔径雷达(SAR)图像中舰船航迹的特性和斑点噪声模型及其局部统计特性。在此基础上,提出了一种先基于小波变换进行斑点噪声抑制,再基于Radon变换进行航迹检测的方法。对数据处理的结果表明,该方法较直接对SAR图像应用Radon变换能更有效、准确地检测到SAR图像中的舰船航迹。     

一种改进的SAR图像舰船尾迹检测算法

Radon变换被广泛用于合成孔径雷达SAR图像上舰船尾迹的检测.由于舰船尾迹在SAR图像上呈现线性特征,并对应于Radon变换域中亮或暗的峰值点,因此通过检测变换域中的峰值点可以确定舰船尾迹.提出了一种新的基于Radon变换的SAR图像舰船尾迹检测算法IADA(Improved Automatic Detection Algorithm).考虑到海杂波的影响,IADA算法主要利用局部自适应检测算法来搜索变换域峰值点;另外还采用方向梯度算法来搜寻被检测到尾迹的起点.在真实SAR图像上的检测结果证明了该算法的有效性和准确性.     

车载毫米波SAR对近海域的成像及监测

针对近海域监测的应用背景,介绍了一种用于近海监测的车载毫米波SAR系统,该系统灵活机动、费用低廉,结合了毫米波和SAR的特点,能够实砚对近岸静止扣活动目标的高分辨成像及监测。在此对某次实验获得的SAR数据进行了成像处理,由于在系统要求的作用距离范围内,距离单元数不是很多,可对每个距离单元都构造一个方位匹配函数,保证方位向的高分辨率不受损失,为海面舰船目标的检测研究提供高分辨SAR图像。