应用CZT成像算法处理非线性调频SAR信号

在雷达领域,非线性调频(NLFM)信号正越来越广泛地被应用．对于综合孔径雷达(SAR),利用NLFM脉冲压缩既可改善脉压系统性能,又可提高系统的安全性和抗干扰性,但是如何应用现有的成像算法处理NLFM SAR信号仍少有研究．本文提出了一种改进的Chirp Z-Transform(CZT)算法．该算法适用于处理NLFM SAR信号．作者从NLFM函数族中选取了一组NLFM信号进行处理,不失普遍性地证明了应用改进的CZT算法处理NLFM信号和线性调频(LFM)信号,可以得到相同的距离单元迁移(RCM)校正效果．     

基于MAPES的非均匀多基线SAR三维成像算法

多基线合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)通过在高度方向上的多次重复飞行形成了对目标观测的高度向合成孔径,具有高度向分辨能力,能够实现对目标的三维成像.本文针对各条轨迹非等间隔分布的多基线SAR数据,提出了基于缺失数据向量幅度和相位估计(Missing-data Amplitude and Phase Estimation,MAPES)的非均匀多基线SAR的三维成像算法.根据多基线SAR三维成像的信号模型和基于谱估计的三维成像原理,引人MAPES算法对非均匀采样的目标高度向观测数据进行空间谱估计,实现对目标的高程成像,从而得到了基于MAPES算法的非均匀多基线SAR三维成像处理流程.使用MAPES算法对非均匀多基线SAR的仿真数据和微波暗室数据进行了三维成像实验.     

400MHZ带宽声表面波RAC器件

一、引言 声表面波线性调频脉冲压缩滤波器以其卓越的性能在雷达与微波辐射测量系统中得到了广泛应用,随着此类系统对观测目标成像分辨率、清晰度和稳定性要求的提高,宽频带高性能的声表面波线性调频脉冲压缩滤波器的研究工作就显得更为重要.本文介绍我们最新研制可用于雷达、微波辐射测量设备的宽频带声表面波沟槽反射栅脉冲压缩滤波器(简称声表面波RAC器件),其线性调频带宽可作到400MHz.     

平飞斜视模式双站合成孔径雷达数据处理算法

研究了发射和接收分离的双站合成孔径雷达成像算法.主要分析了双站合成孔径雷达在平飞斜视工作模式下的方位分辨率,以及二次距离徙动校正判据,研究了利用非线性Chirp Scaling(NLCS)的方法,来消除同一距离单元上的不同方位调频斜率带来的影响,并且推导出了平飞斜视模式下的方位匹配滤波函数的频域表示,通过点目标成像仿真验证了该方法的正确性.     

星载SAR影像地理编码算法研究

对SAR成像机理进行了研究,据此对SAR的成像几何进行了精确构建。所建距离向和方位向成像方程的参数可以由卫星轨道参数和其它成像参数直接获得。若轨道参数精度较高,这些参数就可以直接用于SAR影像的地理编码,生成SAR正射影像。为提高校正精度,研究了以这些参数为初值利用少量控制点对成像方程参数进行非线性求解的算法,并利用该算法完成了ERS2SAR影像的地理编码过程。利用该算法产生的正射影像和地形图的配准精度在东西和南北向都小于50m,可与其它基于地形图坐标系统的图像匹配使用。     

P波段星载SAR电离层对成像的影响及校正方法

主要分析P波段SAR成像时,由电磁波在电离层中的传播时延引起的图像位置偏移和由电离层的色散效应导致的距离向分辨率下降问题.并在此基础上进行了点目标的成像仿真.结果表明:雷达工作频率、带宽以及路径电子总量(TEC)是影响成像质量的决定因素.TEC越大,雷达工作频率越低,信号带宽越大,图像恶化越严重.P波段的星载SAR图像中,图像偏移和分辨率扩展可达几十米.文中提出利用点目标脉冲压缩前的时域响应宽度变化量信息作为电离层定标参考函数的计算依据,实现对电离层误差的校正.     

基于双向转动因子的加权误差函数最小化逆合成孔径雷达方位标定方法

逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)通常对非合作目标成像.为了实现对目标的精确识别,需要确定目标的二维分辨率.目标的距离向分辨率由发射信号的带宽决定,而方位向分辨率即方位向标定则由相干积累角度决定,因此转角估计对方位向标定至关重要.本文提出了一种基于转动因子的稳定双向加权误差函数的转角估计算法.其首先在距离多普勒算法成像的基础上将图像分为不同的子序列,然后通过双向加权误差函数最小化估计子序列图像间的最优转角,从而实现方位向标定,数值仿真和实际数据处理结果验证了该方法的准确性和鲁棒性.     

时频分析在线性调频信号相位误差估计中的应用

合成孔径雷达(SAR)使用线性调频(LFM)信号作为发射脉冲,带有相位误差的畸变线性调频信号会严重影响到雷达成像的效果．本文分析了二次相位误差对脉冲压缩信号的影响,并采用时频分析的方法对畸变回波信号进行处理．首先利用短时傅立叶变换得到信号的时频分布,再经过傅立叶插值和最小二乘拟合的方法估计出信号的调频斜率．最后用估计值对畸变信号进行相位补偿,得到了令人满意的仿真结果．     

一种星载合成孔径雷达数字成像算法

提出了一种星载合成孔径雷达数字成像抑制相干斑的算法--OMRD(Overlapped Multilook Range-Doppler)算法,该算法基于星载合成孔径雷达成像基本原理和传统的RD算法,通过距离向脉冲压缩,距离徙动校正,方位向合成孔径处理,去除相干斑噪声处理,实现了星载合成孔径雷达的数字成像,降低了相干斑噪声的影响,提高了图像信噪比.对ERS-1星载原始数据进行实验成像,得到了清晰的意大利罗马地区图像.实验结果表明,OMRD算法是一种有效的星载合成孔径雷达成像抑制相干斑的算法.     

亚马逊热带雨林星载SAR天线方向图获取与应用

利用亚马逊热带雨林后向散射系数的稳定性可获取星载合成孔径雷达(SAR)俯仰向双程天线方向图并对SAR图像进行辐射校正.给出了基于亚马逊热带雨林星载SAR数据实现天线方向图的估值方法,并利用绝对校正后的SAR图像散射系数沿距离向的衰落特性获得了在轨天线波束指向偏差的估计.仿真结果表明了利用本文算法基于亚马逊热带雨林星载SAR数据获取俯仰向天线方向图的可靠性和稳定性.     

合成孔径雷达线性调频信号的线性度约束研究

合成孔径雷达(SAR)发射的信号为线性调频信号，由于受系统的影响，频率和时间并不满足线性关系，可能会发生某种畸变．这样就会存在一个线性度的问题．本文描述了线性度对于调频信号的压缩产生的影响，并且利用压缩信号的特点得到了对于线性度的具体约束，然后通过仿真验证了约束的正确性．     

聚束式合成孔径雷达的条带式处理方法

聚束式合成孔径雷达是一种高性能遥感工具,它可以获得一块区域内高分辨率的微波遥感图像．但是如何处理它的数据却是一大难题,原因在于它总的方位向带宽通常远远大于方位向采样率(PRF),这样会产生严重的方位向频谱混叠效应．所以我们无法直接应用传统的条带式处理技术来对聚束式数据进行处理．本文讨论了一种将条带式数据处理的聚焦成像技术应用到处理聚束式数据中的算法．它的核心步骤是预滤波,可以实现方位向数据和一个参数可调的线性调频信号的卷积．经过这个滤波器后,方位向数据的频谱混叠得到了补偿,再应用稍加修改的传统条带式处理算法就可以获得良好的聚焦图像．     

谱修正技术在脉冲压缩信号检测中的应用

脉冲压缩是信号检测的一个重要技术,在多目标水声环境下,为避免强目标脉冲压缩输出的旁瓣掩埋弱目标的主瓣,引入窗函数加权技术来抑制旁瓣,提高对目标的空间分辨率。同时考虑到实验中声呐系统的带宽和时宽受限制,对于小时宽带宽积的脉冲压缩信号,引入谱修正技术,进一步提高主旁瓣比。利用Matlab给出理论仿真结果,并通过实验验证该技术在噪声背景下对观测小目标的实用性。     

LFM脉冲信号的联合互相关实时检测算法

针对线性调频(Linear Frequency Modulated,LFM)脉冲信号在水声跟踪系统中的实时检测问题,提出了一种基于互相关的联合检测算法。该算法将接收到的声信号分别与修正后副本及上周期实际声信号样本进行相关,并按照一定加权系数将两次互相关数据进行融合处理,实现LFM脉冲信号的有效检测。经过仿真分析及湖上试验,证明该算法具有较高的检测精度,是水声信号处理的一种实用方法,可有效提高水声跟踪系统的检测性能。     

A new ultrasound contrast imaging approach based on the combination of multiple imaging pulses and a separate release burst

A new ultrasound contrast imaging technique is described that optimally employs the rupture of the contrast agent. It is based on a combination of multiple high frequency, broadband, imaging pulses and a separate release burst. The imaging pulses are used to survey the target before and after the rupture and release of free gas bubbles. In this way, both processes (imaging and release) can be optimized separately. The presence of the contrast agent is simply detected by correlating or subtracting the signal responses of the imaging pulses. Because the time delay between the imaging pulses can be very short, the subtraction is less affected by tissue motion and can be done in real time. In vitro measurements showed that by using a release burst, the detection sensitivity increased 12 to 43 dB for different types of contrast agents. In the presence of a moving phantom, the increase in sensitivity was 22 dB. This new method is very sensitive for contrast agent detection in fundamental imaging mode and, therefore, non-linear propagation effects do not limit the maximum obtainable agent-to-tissue ratio. However, because of the inherent destruction of the contrast agent, it has to operate in an intermittent way. Through experiments, we have demonstrated the potential of the method to achieve simultaneous high sensitivity for contrast detection, i.e., high agent-to-tissue ratio, and high spatial resolution performance for different types of contrast agents     

基于线性调频技术的超声波测波方法

线性调频相关技术在超声波测波仪中的应用大大提高了测波仪测量精度和分辨力,解决了其在大风浪或近岸破碎波的情况下测量误差过大或检测不到回波的难题.本文阐述了基于线性调频技术的超声波测波原理以及线性调频信号的设计,进行了调频信号相关性分析,并基于该技术设计了测波系统.通过模拟波浪实验对系统的性能、波浪数据的质量进行了验证,结果表明:在大风浪情况下采集到的原始数据未出现丢失现象,1/3波高的误差为5 cm.实验结果证明所研发的测波系统精确度高,适合近岸观测波浪.     

Mutual interference and low probability of interception capabilities of noise radar

Recently, there has been considerable interest in noise radar over a wide spectrum of applications, such as through-wall surveillance, tracking, Doppler estimation, polarimetry, interferometry, ground penetrating or subsurface profiling, detection, synthetic aperture radar (SAR) imaging, inverse SAR imaging, foliage penetration imaging etc. Major advantages of using noise in the transmit signal are its inherent immunity from radio frequency and electromagnetic interference, improved spectrum efficiency, and hostile jamming as well as being very difficult to detect. The basic theory of digital signal processing in noise radar design is treated. The theory supports the use of noise waveforms for radar detection and imaging in such applications as covert military surveillance and reconnaissance. It is shown that by using wideband noise waveforms, one can achieve high resolution and reduced range estimation ambiguity. Mutual interference and low probability of interception capabilities of noise radar are also evaluated. The simulation results show the usefulness of the noise radar technology to improve on conventional radars.     

莱斯信道下大规模MIMO系统混合模数转换器的随机向量量化方案

针对大规模MIMO系统用配置单精度模数转换器(ADC)来降低系统能耗会导致系统损失部分性能的问题,提出了一种莱斯信道下大规模MIMO系统的采用混合ADC的随机向量量化(RVQ)改进方案。该方案在频分双工模式下,首先在基站端采用高分辨率ADC和低分辨率ADC混合的接收方案处理信号,使接收的导频信号和有用信号具有较高的转换精度;系统对导频信号进行信道估计后,再对信道状态信息(CSI)进行RVQ处理,以此减小系统的反馈开销;最后运用最小均方误差(MMSE)信号检测算法减轻由量化误差引起的的用户间干扰,从而达到降低能耗并减小系统性能损失的目的。实验结果表明,这种改进的RVQ方案能在降低系统能耗的基础上有效减小系统容量损失,并使其和速率接近传统的高分辨率ADC接收方案。