基于地面发射机的方位多通道SAR系统通道幅相误差估计方法

方位多通道SAR系统能够克服最小天线面积的限制,从而满足了高分辨率和宽测绘带的性能要求,是星载SAR研究的热点。对于方位多通道SAR系统,通道间的幅相误差对系统成像性能有很大影响,必须对其进行标定。针对幅相误差具有空变性和估计精度易受噪声影响的特点,利用子空间投影算法,提出了一种基于地面发射机的定标方法,通过合理的地面发射机布设策略,解决幅相误差空变特性估计的问题,通过地面发射机容易实现高信噪比的特点,抑制噪声对估计精度的影响。最后通过仿真实验,对提出方法的有效性和精度进行了仿真验证,实验表明,该方法可以通过布设少量地面接收机即可解决幅相误差估计中空变特性和噪声影响的问题,同时还降低了算法的运算量,在仿真中达到了良好的估计精度,实现了成像的校正。     

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。     

一种多通道星载SAR通道间一致性精确测量方法

多通道星载合成孔径雷达(SAR)系统需要对通道间一致性进行测量,用于后期成像与多通道融合处理。提出了一种多通道星载SAR系统通道一致性高精度测量方法,该方法基于少量仪器设备,结合匹配滤波和插值处理,获取通道幅度差和相位差等指标数据,实现SAR通道间一致性高精度测量。利用此方法对某型号星载SAR模样机系统进行实际测试,结果表明通道间相位差从48.15°提高到0.184°,提高了测试精度。     

运动误差对机载SAR定位精度的影响

定位精度是合成孔径雷达(SAR)系统的一项重要指标.本文在影响SAR定位精度的诸多因素中,主要研究了运动误差对定位精度的影响问题.首先建立了SAR定位模型,然后从成像的角度分析了距离向运动误差和方位向运动误差对定位精度的影响,推导了运动误差影响定位精度的数学表达式,对影响SAR定位精度的雷达参数进行了分析,并进行了仿真实验.仿真结果表明:距离向速度误差是影响SAR定位精度的主要因素,定位精度还与斜视角和飞行速度有关.本文可为SAR系统定位精度指标设计提供理论支撑.     

同步轨道SAR电离层影响分析与仿真研究

针对电离层对L波段同步轨道合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）的影响,提出了一种基于四维电离层电子浓度数据进行同步轨道SAR电离层影响仿真的方法.主要针对同步轨道SAR信号相位超前导致的图像偏移、分辨率下降、脉冲展宽、峰值旁瓣比下降等成像因素进行了分析,利用IRI模型计算得到四维电离层电子浓度数据,进行不同电离层状态下的同步轨道SAR性能影响分析.给出电离层TEC缓变、阶跃变化、冲激变化、连续快速变化几种情况下同步轨道SAR成像数值仿真结果,验证理论分析的正确性,并分析每种电离层情况下是否需要校正.结果表明,电离层对同步轨道SAR距离向信号影响非常严重,对方位向信号的影响大多数情况下可以忽略.     

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。     

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。     

正交离散子波变换有限字长效应分析

本文研究用硬件实现正交离散于波变换时,有限字长对信号分解和重构的影响。给出了子波滤波器量化误差和运算舍入误差的传递模型,推导出两种误差同时存在时的方差递推公式,对理论结果与实际结果进行了分析比较。     

基于稀疏加权重构的互耦阵列方位估计算法

为降低阵元互耦对目标方位估计的影响,提高估计精确度,提出了一种基于稀疏信号加权重构的多目标方位估计算法.该算法将空间以1.为间隔,划分为网格.利用空域目标方位的稀疏性,给出了基于Capon谱函数的加权值选取方法.然后,运用稀疏重构方法和奇异值分解方法对信号进行降维处理.最后,通过L1范数约束优化模型进行DOA估计.仿真结果表明,相比于传统算法,所提出的算法具有更高的方位估计精度、更低的均方根误差,能更好地抑制阵元互耦对目标方位估计的影响.     

正交离散子皮变换有限字长效应分析

本文研究用硬件实现正交离散子波变换时,有限字长对信号分解和重构的影响。给出了子波滤波器量化误差和运算舍入误差的传递模型,推导出两种误差同时存在的方差递推公式,对理论结果与实际结果进行了比较分析。     

基于直接序列扩频的WSN通信信道均衡算法

对无线传感器网络（WSN）通信信道进行均衡设计,抑制无线传感器节点之间的码间干扰,改善通信质量。提出一种基于直接序列扩频的WSN通信信道均衡算法。进行了WSN的信道模型设计,为了降低信道输出的稳态误差,采用时间反转镜为匹配滤波方法,进行多径信道的码间干扰滤波,设计自相关匹配滤波器,通过直接序列扩频方法实现WSN通信的信道均衡。仿真结果表明,采用该算法进行WSN的通信信道均衡设计,发射信号沿各个路径到达接收机的信号分量得到准确分离,信号的多径分量得到无误码接收,通信信道均衡效果较好,通信误比特率低于传统方法,改善了WSN通信质量,展示了较好的应用价值。     

瑞利衰落信道模型的综合验证方法

现有的信道模型验证方法大多只能验证衰落模型的一阶统计特性,即信号包络的幅值特性和相位特性。 由于衰落信道 模型的复杂性和多样性,已有的一阶统计特性验证方法不能对信道模型进行精确分类,提出一种瑞利衰落模型的综合验证方法。 首先通过一阶统计特性验证是否服从瑞利分布,然后由多普勒功率谱分布验证属于何种瑞利衰落模型,提取衰落信道复序列的多 普勒功率谱密度函数,计算与理论多普勒功率谱密度的对数均方能量误差(LMSEE),利用 LMSEE 判定多普勒功率谱分布类型,从 而完成对给定衰落信道模型的验证。 进行了大量仿真实验和实物验证,将输入信号通过各衰落信道模型后得到输出信号,分析输 出信号的统计分布,验证对常见瑞利衰落模型的识别性能,实验结果显示识别正确率超过 98%,表明了方法的有效性。     

多通道七孔探针测速系统研究

为了满足低速流场的测速要求,基于七孔探针测速原理,设计了一套多通道七孔探针测速系统,给出了七孔探针测速系统的嵌入式硬件电路及基于Modbus通信协议的上下位机软件系统的详细设计方案,通过对传感器的压力系数标定提高了压力测量数据的一致性.在低速风洞中进行了探针标定实验,通过对标定实验数据的分析,得出探针的俯仰角和方位角的绝对误差为0.2°.并在此基础上进一步分析了探针孔径误差和传感器测量误差对系统测量结果造成的影响.     

基于 SAR 图像分块匹配的目标识别方法

提出基于分块匹配的合成孔径雷达(SAR)目标识别方法。 对待识别 SAR 图像进行 4 分块处理,分别进行分析和匹配。 对于每个 SAR 图像分块,采用单演信号描述其时频分布以及局部细节信息,进而构造特征矢量。 采用稀疏表示分类( SRC)分 别对 4 个分块的单演特征矢量进行分类,获得相应的重构误差矢量。 对于 4 个重构误差矢量,利用多组随机权值矢量对它们进 行加权并对所有的结果进行统计分析。 最后,基于统计特征构造决策变量用于测试样本的类别确认。 利用 MSTAR 数据集进行 实验,结果表明了方法的有效性。     

SAR方位模糊分析与抑制

方位模糊是合成孔径雷达特别是星载合成孔径雷达应用中所要解决的一个重要问题.本文给出了合成孔径雷达回波模型,分析了回波信号的特点,以及方位模糊产生的原因.从图像处理的角度出发提出了一种抑制方位模糊的方法,该方法主要思路是根据成像原理和成像参数,以及带有方位模糊的回波信号的特点,构建一个滤波器,用这个滤波器对压缩后的信号进行反卷积运算,从而达到抑制方位模糊的效果.通过点目标的仿真,验证了该方法的可行性.     

5G TM 信号无线信道测量平台研究与实现

为了研究第五代移动通信（5G）系统无线信道，获得准确的5G无线信道特性和信道模型，提出了一种基于5G新空口（NR）测试模式（TM）信号的无线信道测量平台。开展了TM无线信道测量平台的总体架构及测量信号接收处理算法设计，并基于软件无线电设备和高性能计算设备搭建测量平台。针对功率谱平坦度、峰均功率比和相关性等指标，对多种TM信号的测量性能进行评估。根据性能评估结果，选择适合作为测量波形的TM信号。采用射频馈线直连、多径信道模拟和静态空口实测3种方法对TM无线信道测量平台进行验证，该平台不仅可以实现准确的信道测量，同时能够对矢量幅度误差和误比特率等传输性能进行测试。