基于遗传算法的星载合成孔径雷达天线方向图与模糊综合

该文针对改善星载合成孔径雷达(星载SAR)的模糊特性,以星载SAR的模糊度为目标函数,以天线方向图的主瓣宽度和副瓣电平为约束条件,应用遗传算法对天线方向图进行综合。仿真结果表明,这种方法很好地抑制了模糊度,同时控制了主瓣宽度和副瓣电平,对星载SAR系统设计具有实际意义。     

单通道副瓣影响分析及抑制方法

为了抑制天线副瓣对单通道目标检测的影响,文中通过比较实测天线方向图和回波方向图的特点,提出了利用搜索目标幅度最大值和方位向滑帧统计波束宽度的方法来抑制副瓣干扰,并通过仿真分析验证了算法的有效性。     

基于分形的低副瓣天线阵列研究

通过对Cantor集线阵及其补集、同心圆环分形阵的阵列因子方向图特性的分析,指出大间距的分形阵列方向图具有高副瓣的缺点,提出了通过分形阵列阵元的锥削密度加权和少量大间距单元幅度加权相结合的方法来抑制副瓣,改善分形阵的方向图性能,给出了两种具有分形特点的高效率、低副瓣阵列形式和实际测试结果,为分形天线阵列的工程化应用提供了思路。     

基于自适应遗传算法的星载SAR天线方向图与模糊综合

该文针对改善星载合成孔径雷达(SAR)的模糊特性,提出了一种自适应遗传算法。该算法同时对模糊和方向图进行优化。首先确定模糊区域,然后以天线方向图的主瓣宽度和副瓣电平(包括星载SAR模糊区域的副瓣电平)为目标函数,应用自适应遗传算法对天线方向图进行综合。为了避免早熟的现象,在该算法中,交叉概率、变异概率和变异范围同时进行了自适应的变化。和非自适应遗传算法相比较,该算法迭代步骤少,收敛速度快。仿真结果表明,模糊度得到了很好的抑制,对星载SAR系统设计具有实际意义。     

一种基于大动态微波功率测量的雷达天线方向图测试方法

本文提供了一种雷达天线方向图新的测试方法,利用大动态范围的微波小功率计,最低可测量出微瓦级的功率信号,直接测量雷达天线各个方位接收到的功率信号,解决了传统的雷达天线方向图测试方法步骤繁多、测量误差大、动态范围小等不足,适用于具有良好电子对抗要求的新型低副瓣或极低副瓣雷达天线的方向图测试,完全满足工程测试的需要。     

基于近场场图的带罩天线近副瓣畸变分析

采用FEKO软件仿真带罩天线远场方向图和近场场图, 采用近场场图分析远场方向图近副瓣畸变的原因.仿真过程中采用等效源技术, 兼顾仿真精度和仿真效率.带罩天线方向图近副瓣畸变主要是由天线罩尖部区造成的, 近场场图表明三种效应导致近副瓣抬升:其一, 电磁波经过天线罩尖部发生明显的衍射, 波阵面分叉; 其二, 金属雨蚀头被激励出表面电流, 进而产生二次辐射; 其三, 部分电磁波能量经反射后透过天线罩尖部区域, 反射-透射电磁波能量叠加在副瓣方向上.针对上述效应, 对天线罩改进设计, 改进后可明显抑制带罩天线近副瓣的抬升.近场场图分析方法揭示了天线罩局部细节和远场方向图之间的联系, 对天线罩电性能优化设计有很好的指导作用.     

圆柱面上的轴向偶极子阵的低副瓣方向图优化综合

本文利用新的非线性最优化方法讨论圆柱面上的轴向偶极子阵的低副瓣方向图优化综合问题，利用阵列的单元可实现增益方向图，我们把阵列综合问题表述为一个约束非线性规划问题，采用新直接法求解该问题即可得出一组使阵列的总方向图满足副瓣指标要求，同时具有尽可能高的方向性系数的激励系数，如果阵列的总方向图不能达到副瓣指标，则可得出一组使阵列方向图在可达到的副瓣方向图综合设计的模拟计算结果。     

低副瓣任意波束直接合成算法研究

在传统阵列天线波束赋形设计中，通过对阵元天线辐射方向图进行幅度相位加权，获得阵列合成方向图.通常阵元激励幅度相位权值的获取，取决于优化算法对目标方向图和阵列合成方向图的对比，通过对阵元激励幅度相位进行大量随机选参后，获得优化结果.由于算法通常是基于相关的阵元方向图，且算法中缺乏副瓣抑制机制，使得方向图合成效率不高且副瓣效果通常不理想.该文设计了一种任意波束直接合成算法.该方法首先在阵元方向图的基础上获得一组互相独立的高增益窄波束（自由基波束），然后基于此波束进行方向图的直接合成，使波束赋形问题统一到基于自由基波束权值运算的范畴内，对波束赋形问题进行了统一，避免了未知参量的随机优选过程，极大提升了阵列天线波束赋形设计的效率.同时在自由基设计的过程中结合了副瓣抑制机制，且这种副瓣抑制机制与波束赋形过程互相独立，使合成波束的副瓣天然地具备了低副瓣的特征.     

基于LCMV线性约束的自适应方向图控制

该文提出一种基于线性最小方差约束(LCMV)的自适应方向图控制方法,在约束条件中增加了对静态方向图的拟合条件,可以在自适应抗干扰的同时形成期望副瓣形状,分析了小快拍条件下自适应方向图副瓣起伏机理,并把对角加载与本方法结合,极大改善了副瓣收敛速度,并在小快拍时就能有较好的性能。随后的计算机仿真证明了本文方法的有效性。     

一种小样本下的方向图副瓣控制算法

为解决常规方向图控制算法中的方向图副瓣较高、样本量较小时方向图起伏较大的问题,提出了一种小样本下的方向图副瓣控制算法。该算法在最小方差无失真响应（MVDR）波束形成器中,将输出方向图的低副瓣控制和降低样本处理数量的方法相结合,通过对MVDR波束形成器的最优权矢量附加Dolph-Chebyshev锥化权和把阵列权矢量约束于噪声子空间,得到的方向图在小样本情况下干扰置零的同时,解决了副瓣电平过高和方向图不稳定的问题,减小了快变干扰的影响。计算机仿真实验证实了所提算法的有效性。     

Multidimensional ambiguity functions of linear, interferometer, antenna arrays

Greater insight into the resolution and accuracy, as well as the data processing, of an interferometer radar is obtained in this partly tutoral paper by the examination of the multidimensional ambiguity function. Two approaches are used for determining the multidimensional ambiguity function. First, it is determined by the classical and more standard procedure in which the signals at the target and at the receiver antenna output terminals are found by the superposition of the signals of each antenna array element. The second method considers the antenna as a network having a specified frequency transfer characteristic which is dependent on the azimuth spatial coordinate of the target and on the axis of the antenna beam. Prime consideration is given to signals having large time-bandwidth products and wide bandwidth. Extensive plots are made for the multidimensional ambiguity function of the linear, interferometer, antenna array system. The analysis verifies the previously obtained result that the grating lobes of an interferometer radar can be eliminated by the use of very wide band signals. The results also show that a trade off can be made between the signal bandwidth and the number of array elements in order to achieve a specified sidelobe level. Furthermore, it is found that increasing the spacing between the array elements results in an improvement in the angular accuracy and resolution in direct proportion to the increase in spacing. This improvement is accrued without degradation in the estimation of the other target parameters or in detectability.     

基于波束优化赋形方法的斜视星载SAR模糊抑制研究

距离模糊和方位模糊会严重影响星载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）的成像质量。现有的利用天线波束赋形来抑制模糊的方法在雷达正侧视成像时取得了优异的效果,但并不适用于雷达斜视的情况。针对这一问题,提出了一种基于平面阵列天线波束赋形的星载SAR二维模糊（距离和方位模糊）抑制方法。使用距离-方位模糊综合的模糊比（Ambiguity to Signal Ratio,ASR）指标来替代距离模糊比及方位模糊比,结合对不同斜视情形下天线波束变化的分析,充分考虑包含镜像模糊区在内的所有模糊区,建立了模糊比-天线权重优化模型。以模糊能量为目标函数、天线方向图掩模作为约束确立二次锥（Quadratic Cone Programming,QCP）优化问题,求解得到阵元幅度相位分布。仿真结果表明,所提方法可以通过调节模糊区对应的旁瓣幅值,灵活地抑制SAR斜视成像的距离和方位模糊,进而提高星载SAR的成像质量。     

快速扫描机载气象雷达多普勒解模糊算法

本文针对机载气象雷达前视快速扫描下的多普勒模糊问题,提出了两种多普勒解模糊算法：基于改进方位向波束形成算法和基于阻塞矩阵算法。基于改进方位向波束形成算法在传统的Capon波束形成的基础上,利用空间谱积分的方法对非期望信号协方差矩阵进行重构和对导向矢量进行估计,进一步提高了算法的鲁棒性,降低方位角估计误差;基于阻塞矩阵算法需要估计导向矢量,并利用导向矢量计算阻塞矩阵,将接收信号进行多普勒模糊相消预处理,阻塞每个多普勒频点的模糊多普勒分量,以达到解模糊的目的。通过仿真实验证明,两种方法均可以有效地恢复信号的多普勒信息,其中基于阻塞矩阵算法与基于改进方位向波束形成算法相比,有更优良的性能,并有更小的运算量。     

一种结合稀疏重建和匹配滤波的距离模糊抑制方法

由于SAR天线旁瓣特性和脉冲工作体制,SAR图像在一定程度上受到距离模糊的影响.距离模糊抑制工作分别聚焦在SAR系统设计和SAR信号处理两个方面.前者通过天线赋形、正交编码等方式减小距离模糊能量接收,后者利用信号处理技术在回波域和图像域消除距离模糊能量.该文提出了一种结合稀疏重建和匹配滤波技术的距离模糊抑制方法.该方法...     

用PTD分析双弯曲反射面天线形变和穿孔的辐射特性

该文根据模型反射面天线的爆炸实验测试结果建立了反射面天线形变的数学模型,应用物理光学(P0)法和物理绕射(PTD)理论计钟:了一种赋形反射面天线形变后的辐射特性,同时还计算了反射面天线表面被爆炸破片穿孔后的辐射特性,结果表明,由于反射面的局部形变,直接导致辐射方向图的恶化,并且随着形变部分面积的增大,水平面的副瓣抬高很大,穿孔也会使水平面的副瓣抬高。     

分布式GEO SAR模糊度分析

地球同步轨道合成孔径雷达（GEO SAR）具有短重访、广覆盖等优势。分布式GEO SAR由多个GEO SAR同时收发形成多个相位中心,具有可降低合成孔径时间、提高信噪比等优点。模糊度是雷达系统设计中的重要指标,传统SAR的模糊度计算通常在距离时域、方位频域进行。然而在分布式GEO SAR中,通常无需进行全孔径成像即可获得满足要求的分辨率,因而点目标的方位向信号带宽低于场景瞬时多普勒带宽,使得基于方位频域的模糊度计算方法失效。此外,双基地配置以及地球球形表面也给地面模糊区位置的计算带来困难。本文首先给出考虑地球球形表面的双基地GEO SAR模糊区位置的近似计算方法,然后给出分布式GEO SAR模糊度的计算步骤。仿真对比分析了传统频域方法与本文所提方法,并详细分析了单基地GEO SAR、双基地GEO SAR和多基地GEO SAR的模糊度特点。      

一种基于压缩感知恢复算法的SAR图像方位模糊抑制方法

方位模糊现象广泛存在于星载合成孔径雷达图像中。当模糊能量较强时,会出现大量的虚假目标,严重影响对图像的判读。由于模糊能量与真实主区能量在时域、频域中均互相混叠,现有的处理方法很难在不损失分辨率的条件下,有效抑制方位模糊所产生的鬼影。该文提出一种基于压缩感知恢复算法的方位模糊抑制方法,通过截断图像的多普勒频谱实现模糊抑制,而后将原始图像作为先验信息、将截断谱作为观测结果,利用压缩感知恢复算法,迭代求解出高分辨率的图像。经过仿真与真实数据验证,该方法可以有效抑制方位模糊能量,而不损失主区目标分辨能力,且对复杂场景同样具有良好的效果。      

An evident sidelobe control method based on NSCT for ship target in SAR images

Evident sidelobe on faint ship target seriously affects the accuracy of the target segmentation in Synthetic Aperture Radar (SAR) images. To avoid this problem, a novel sidelobe control method based on NonSubsampled Contourlet Transform (NSCT) for ship targets in SAR images is presented in this paper. This method enhances the SAR images in NSCT domain based on target azimuth estimation and then inhibits the sidelobe directionally in NSCT high-pass frequency subbands. Experimental results on RADARSAT-2 images demonstrate that the proposed method can not only reduce the strong sidelobes effectively, but also enhance the intensity of the objects successfully. Therefore, it gives a good segmentation result on the dark ship images with strong sidelobe, and enhances the detection rate on these targets.     

一种多极化SAR舰船目标与方位向模糊鉴别方法

针对SAR图像舰船目标检测过程中存在方位向模糊造成虚警的问题,该文设计了一种基于改进的H//WishartH?非监督分类的多极化SAR图像舰船与方位向模糊鉴别方法。该方法首先提取目标散射回波峰值区域,以该区域的H//Wishart分类结果为初始聚类中心,利用复Wishart分布的最大似然分类器改善分类结果,通过对比分析各散射类型区域的结构鉴别舰船目标和方位向模糊。通过实验表明该方法能有效地鉴别舰船目标与方位向模糊,减少SAR舰船目标检测过程中存在的虚警。