基于FRFT的大型平稳目标ISAR成像算法

逆合成孔径雷达(ISAR)通常忽略越距离单元走动(MTRC),采用距离多普勒(RD)算法进行ISAR成像.但对于高分辨ISAR成像雷达,当目标尺寸较大时,距目标中心较远的散射点会产生MTRC,从而导致ISAR像质量下降.为避免散射点的MTRC,本文提出了一种基于分数阶傅立叶变换(FRFT)的ISAR成像算法.从多普勒域看,MTRC是由信号频率和多普勒频率耦合引起的.本文算法以此为基础,利用FRFT的Chirp-multiplication性质对多普勒域进行尺度变换,实现信号频率与多普勒频率的解耦合,获得目标横向像,然后利用IFFT进行径向压缩,无需越距离单元走动校正即可获得清晰的ISAR像.该算法不需要已知目标的转动信息,实现简单,而且计算量与RD算法相当.仿真数据和暗室测量数据验证了算法的有效性.     

空间目标双基地ISAR越多普勒单元徙动校正算法

针对双基地逆合成孔径雷达(ISAR)的越多普勒单元徙动问题,以转台模型为研究对象,分别从回波信号模型和散射点相对收发双站速度变化2个角度分析了越多普勒单元徙动的产生机理,并提出了基于距离单元相位补偿的多普勒徙动校正算法.该算法首先由双基地雷达与目标的几何关系估计出其等效旋转速度,然后通过等分观测期间的目标回波获取2幅不同观测视角的ISAR图像,依据图像旋转相关最大准则估计出图像的等效旋转中心,实现一维距离像的定标,最后对每个距离单元进行相位补偿,完成越多普勒单元徙动的校正.仿真实验表明,算法能有效解决双基地ISAR越多普勒徙动问题,提高ISAR成像质量.     

基于匹配傅里叶变换的匀加速旋转目标成像

机动目标存在非匀速转动甚至是三维转动,其多普勒曲线相对复杂,经典的距离-多普勒(RD)ISAR成像算法性能急剧下降.针对匀加速旋转目标,本文提出了一种基于离散匹配傅里叶变换(DMFT)的成像方法.该方法利用了匀加速旋转目标的回波特点,直接完成横向聚焦,而无需对调频斜率不同的各散射点回波逐个补偿.仿真试验证明了该方法的有效性.     

含旋转部件的ISAR目标分离式成像

随着雷达成像分辨能力的不断提升,转台模型所引起的二维距离走动已经影响到高分辨ISAR成像质量。同时,雷达目标物上部件的微动也变得不可忽略。因此,针对含旋转部件的目标的ISAR回波,本文提出了一种基于回波分离处理的精细化成像流程。该流程通过对目标物的刚体、部件回波进行分离,有序地对来自转台模型的二阶、一阶距离走动进行补偿,并获得旋转运动参数估计。其后,再对两种回波分别用与之相适的方法进行成像,完成对整个目标物图像的精细化处理。仿真和实测数据的处理结果验证了该流程的有效性。      

一种ISAR目标转动估计和方位定标方法

获得精确目标转角信息对于逆合成孔径雷达(ISAR)成像至关重要。通过精确的转角估计不仅可实现转动补偿提高ISAR聚焦性能,也是实现成像方位定标的必需条件。本文提出一种稳健的ISAR目标转角估计方法,该方法以目标成像的聚焦程度作为代价函数,通过交替迭代优化求解目标的有效转角速度和加速度,继而实现精确转动补偿和成像方位定标。仿真和实测数据实验验证了该方法的有效性。     

稀疏采样数据大转角高分辨ISAR成像技术研究

针对方位向稀疏采样条件下,大带宽大转角ISAR高分辨成像时,转动分量引起的一维距离像中目标散射点的距离走动和空变二次相位问题,研究了一种稀疏采样数据ISAR高分辨成像方法。对于方位向稀疏采样数据,该方法在包络对齐和相位补偿后,将Keystone变换和稀疏恢复相结合,实现方位向稀疏采样数据距离走动校正和缺失采样位置一维像重建,接着采用基于LVD变换的二阶相位估计方法对二阶转动相位进行估计并补偿,完成高分辨成像。计算机仿真和暗室测量数据验证了该方法的有效性。     

一种调频步进频雷达高速目标成像的新算法

线性调频子脉冲步进频信号已经在雷达ISAR成像中获得了一定的应用。文中提出了线性调频步进频雷达在低信噪比条件下对高速目标ISAR成像的一种新方法。该方法首先对同频点脉冲应用Keystone变换校正距离走动并进行相参积累以获得高信噪比,从而在较高信噪比下精确估计目标平动速度并有效实施速度补偿,然后通过步进频处理合成距离维高分辨,从而提高了ISAR成像质量。通过理论分析与计算机仿真证明了文中方法的有效性。     

空间目标卡尔曼滤波稀疏成像方法

鉴于卡尔曼滤波器(KF)具有优良的信号估计性能,将KF与贪婪算法相结合,该文给出稀疏约束下的基于KF的空间目标逆合成孔径雷达(ISAR)成像方法。考虑到有些空间目标尺寸较大或包含大尺寸部件,或成像积累时间较长,会引入越分辨单元走动(MTRC)和方位向2次相位调制,首先对回波进行MTRC校正,然后构建包含2次相位的观测矩阵,通过使图像锐度最大化,估计目标转动角速度,获得聚焦目标图像,并将估计转速用于方位向图像定标。卫星仿真ISAR数据处理验证了上述成像处理方法的有效性。成像效果优于传统距离多普勒(RD)和正交匹配追踪(OMP)方法。     

一种高精度的ISAR转动补偿和方位定标方法

传统逆合成孔径雷达(ISAR)成像算法忽略了目标回波的高阶转动相位的影响,导致方位向聚焦效果较差,且无法直接从目标图像中获取目标尺寸信息。该文提出一种转动补偿和方位定标方法。该方法采用回波的全部方位信息,通过构造局部平均多普勒趋势(LADT)信号获取目标回波的多普勒变化趋势。进一步利用随机采样一致(RANSAC)算法估计多普勒调频率及目标有效转动速度,实现高精度转动补偿与方位定标。仿真与实测数据实验验证了该方法的有效性。     

一种复杂运动目标的ISAR成像算法

在对复杂运动目标进行逆合成孔径雷达成像时,由于转动矢量随时间而变化,回波信号中会引入一个与散射点位置有关的相位误差,无法用通常的相位补偿方法进行校正,应用距离-多普勒算法获得的ISAR(Inverse Synthetic Aperture Radar)像会变得模糊.本文分析了目标转动矢量变化使得ISAR像模糊的内在原因,给出了目标三维转动状态下的ISAR信号形式,并基于散射点信号的特点提出了一种复杂运动目标的ISAR成像算法.该算法不仅适用于转动矢量方向不变的非均匀转动目标,而且对于转动矢量方向缓慢变化的目标,算法仍然能够有效地提高ISAR成像的质量.仿真试验结果表明了该算法的有效性.     

多基站ISAR三维非平稳转动转台目标成像

在多基站ISAR三维转动转台目标成像模型的基础上给出了多基站ISAR三维非平稳转动目标转台成像算法.基于Wigner-Ville时频分析方法,通过建立在多基站ISAR三维转动转台目标成像模型基础上的距离向投影方程组和方位向多普勒方程组的联合求解,获得了三维非平稳转动转台目标散射点位置和运动参数的估计,同时对系统的成像约束进行了分析.仿真实验验证了多基站ISAR三维非平稳转动转台目标的成像.     

一种联合TDCM和PFA的空间目标大转角ISAR成像方法

空间目标态势感知是当前航天技术领域的研究热点,逆合成孔径雷达（Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR）是空间目标感知的一种有效手段。为了得到利于目标鉴别的高分辨二维ISAR图像,需要通过增大积累转角来提高方位向分辨率。但是,随着转角的增大,平动与转动之间的耦合增大,使得传统的先平动补偿、后利用转动成像的两步式成像方法不再适用。本文提出了一种结合时域信号共轭相乘（Time Domain Conjugate Multiplication, TDCM）处理与极坐标格式算法（Polar Format Algorithm, PFA）的成像算法,首先利用雷达回波的二维相干性,通过TDCM处理进行平动粗补偿,然后借助PFA的插值操作校正大转角引起的散射点越分辨单元走动（Motion Through Resolution Cell, MTRC）并估计目标相对转动参数。通过迭代处理,持续对平动和转动参数进行优化,提升运动补偿效果。仿真验证了所提成像算法的有效性,与传统算法相比,成像聚焦性更好。     

多基站ISAR三维转动转台目标成像研究

该文建立了多基站ISAR 3维转动转台目标的成像模型和成像算法,同时分析了多基站ISAR 3维转动转台目标的成像约束。通过在多基站ISAR 3维转动转台目标成像模型的基础上构造多基站距离向投影方程组和方位向多普勒方程组,实现了同时对目标散射点位置参数和运动参数的估计。仿真实验验证了多基站ISAR平面转台模型成像算法。     

基于Radon—ambiguity变换的ISAR成像算法

非匀速旋转目标和机动目标成像是逆合成孔径雷达(ISAR)技术的一个重点和难点，经典的距离-多普勒(RD)算法对其成像效果不佳。本文首先分析了ISAR成像回波信号模型，然后在对目标多普勒变化曲线作一阶近似的条件下提出了基于Radon—Ambiguity变换(RAT)的ISAR成像算法。最后进行仿真实验，仿真实验结果表明了该方法的有效性。     

一种假目标干扰背景下的导弹目标成像方法

与单目标相比,对假目标干扰背景下的导弹目标难以得出高分辨ISAR图像。本文针对这种情况提出了一种基于Keystone变换的目标成像方法,通过低分辨回波估计并补偿目标群共同的高速径向运动参数,利用Keystone变换与信号中心频率密切相关的特性在等效的中心频率上进行变换,快速实现多普勒环绕情况下对所需目标的包络对齐。对于在距离一多普勒二维平面上存在不完全重叠的多目标情况,可以对导弹目标的粗略ISAR像进行分离,然后对其进行精细的相位补偿以及线性调频分量补偿,从而最终实现假目标干扰背景下导弹目标的精细ISAR成像。计算机仿真结果证实了该方法的有效性。     

宽带雷达ISAR成像相位补偿新方法(英文)

为了消除目标强散射中心的转动相位分量对传统多普勒中心跟踪(DCT)相位补偿方法性能的影响,该文提出了一种新的相位补偿方法。该方法通过分析得出中频直接采样回波信号脉间相参的特点,并利用相参性改进 DCT相位补偿方法对平动相位分量估计的精度,从而提高相位补偿效果,改善ISAR成像的质量。相对于MDCT法,该方法能够达到更好的相位补偿效果。实测数据验证了该方法是一种可行、高效的相位补偿方法。     

调频步进雷达ISAR成像方法

针对调频步进雷达的ISAR(Inverse Synthetic Aperture Radar)成像问题,提出了一维距离像和ISAR成像的分步补偿方法.通过优化雷达系统参数,在保证抽取损失和伪峰幅度在容许范围内的同时最大化了一维距离像的速度补偿误差容限.一维距离像运动补偿参数通过拟合子脉冲包络对齐的平移量获得,当拟合脉冲数足够多时,估计精度在一维距离像的速度补偿误差容限以下;对目标一维距离像进行包络对齐和相位聚焦完成ISAR成像的运动补偿.最后,通过仿真分析验证了算法的可行性.     

高速运动目标的ISAR成像方法

针对高速目标的ISAR成像问题,该文提出基于运动参考解调频的运动补偿方法。该算法利用由雷达辅助测距信号测得的参考距离和对目标距离像包络对齐的结果拟合出目标运动轨迹,对回波进行以拟合轨迹为参考距离的解调频处理,完成回波的脉冲内速度补偿和相干化,最后通过Keystone变换消除目标的转动分量引起的越距离单元走动。给出了应用该方法的具体步骤,通过仿真实验证明该算法的有效性。     

基于距离单元筛选快速最小熵的含旋转部件目标相位补偿方法

该文针对逆合成孔径雷达成像中某些含旋转部件雷达目标,其回波多普勒中心受到旋转部件微多普勒的扰动,使得对回波初相的估计和补偿精度下降,从而导致目标主体成像质量变差的问题,提出一种自适应的距离单元筛选快速最小熵相位补偿方法.该方法利用筛选得到的仅包含目标主体散射点的距离单元数据完成相位校正,既提高了相位补偿的精度,又能加快搜索效率.最后通过实测数据说明该方法的有效性.     

基于非理想运动误差补偿的SAR地面运动目标成像(英文)

传统的SAR地面运动目标成像算法主要集中在距离徙动校正和目标的运动参数估计上.但在SAR实测数据处理中,非理想运动误差补偿对动目标聚焦成像质量至关重要,而且该误差既不能通过固定的SAR运动误差补偿算法来补偿,也无法通过采用自聚焦技术解决.该文根据含有非理想运动误差的SAR运动目标回波信号模型,对影响动目标多普勒中心的两类非理想运动误差进行深入分析,提出一种将INS惯导数据与距离走动轨迹相结合的非理想运动误差补偿算法,并通过实际数据和计算机仿真数据验证了该算法的有效性.