稀疏正则化在双基地ISAR距离成像中的应用

双基地逆合成孔径(ISAR)成像中,一维距离像的分辨率因双基地角的存在而下降,为解决此问题,研究了双基地ISAR的一维距离成像算法。在分析复基带回波稀疏特性的基础上,将一维距离像的生成问题转化为噪声环境下信号的稀疏分解问题。利用可任意调节的时延单元构建冗余基,基于L曲线准则估计正则参数,最后利用推广的正则化FOCUSS算法估计复基带回波的稀疏分解系数,并据此生成目标的一维距离像。一维距离像分辨率取决于构建稀疏分解冗余基的延时单元,据此解决了双基地角对距离分辨率的限制问题,仿真实验验证了算法的有效性。     

双基地ISAR 系统中分辨率分析及微多普勒效应研究（英文）

由于空间的高度复杂性,双基地雷达系统中目标微动产生的微多普勒信息与单基地体制雷达有较大区别。双基地逆合成孔径雷达（ISAR）可以看做获得非协作目标图像的雷达成像工具。该文首先分析了双基地ISAR 系统的2 维分辨率,并提出了合多普勒带宽的概念来分析方位分辨率和它的空变性。然后,详细研究了双基地ISAR系统中旋转和振动所产生的微多普勒效应。基于双基地ISAR 系统和单基地ISAR 系统微多普勒效应的不同,该文提出了一种扩展Hough 变换来提取目标的实际微动特征。最后,通过仿真实验验证了结论的正确性和有效性。      

T/R-R双基地雷达进动目标参数估计与ISAR成像

以锥体目标为研究对象,建立了双基地雷达进动目标宽带回波模型,提出了基于两个接收站观测的1维距离像序列和扩展Hough变换的进动参数联合估计方法;建立了进动目标双基地ISAR成像模型,推导了双基地IS-AR成像最佳时间,并通过前述参数估计结果选择对应的1维距离像,采用FFT实现横向压缩获得了进动目标双基地ISAR像;采用FEKO软件计算了一个锥体模型的单/双基地散射系数并进行动态仿真,仿真结果验证了本文方法的有效性.     

基于稀疏分解的双基地ISAR—维距离成像方法

双基地ISAR成像中,一维距离像分辨率不仅受发射信号带宽限制,同时还受制于成像双基地角,最终导致双基地ISAR距离像分辨率远低于同等带宽的单基地ISAR。为了解决双基地角造成的一维距离像分辨率下降问题,在研究双基地ISAR目标基带回波稀疏性的基础上,提出了利用目标基带回波信号稀疏分解系数生成一维距离像的方法。构建稀疏分解冗余基的等效延迟时间单元越短,则距离像分辨率越高,基于此思路,首先构造出与半双基地角余弦成正比,且与发射信号带宽成反比的延迟时间单元,然后利用此延迟时间单元构建冗余基,最后基于推广的正则化FOCUSS算法估计基带信号的稀疏表示,得到分辨率不受双基地角影响的目标一维距离像。空间目标理想散射点的仿真实验验证了算法的有效性。     

双基地ISAR高分辨距离像联合稀疏反演方法北大核心CSCD

双基地雷达是分布式雷达系统的基本构成单元,文中推导了双基地逆合成孔径雷达构型下的回波信号模型,从理论上证明了目标的高分辨距离像具有联合稀疏特性。为了解决双基地夹角使距离分辨率恶化的问题,文中提出一种基于双曲正切混合范数的联合稀疏反演算法,通过合理的参数设置可促进高分辨距离像的联合稀疏,能较好地消除双基地夹角对距离分辨率的影响,在较低信噪比的条件下获得比传统稀疏反演算法更好的反演性能。仿真结果验证了文中方法的有效性。     

低信噪比下双基地ISAR一维距离成像分辨率增强方法

针对双基地角使双基地ISAR(B-ISAR) 1维距离成像分辨率下降的问题,该文提出基于多量测向量(MMV)模型的复数近似消息传递(MCAMP)的B-ISAR 1维距离成像分辨率增强算法。首先,建立距离联合稀疏模型。然后,通过向量化处理将联合稀疏问题转换为块稀疏复数基追踪去噪问题,利用Kronecker积提出MCAMP算法进行求解,以得到不受双基地角影响的1维距离像。最后,通过快速傅里叶变换(FFT)代替矩阵与矩阵相乘进一步减少了计算复杂度,进而提高了算法的实现效率。仿真成像结果验证了所提方法在重构精度和重构时间方面的优势。     

基于小波变换的一种ISAR雷达目标成像方法

基于小波变换的性质,提出了一种ISAR雷达目标成像方法.通过对ISAR回波的横向数据进行Morlet小波变换,搜索小波变换模的极大值和对应的极大值点,得到目标的时间-距离-多普勒三维像,然后按时间点进行采样,得到目标的距离-瞬时多普勒像.由实验结果得出:运用此方法,不仅能够得到目标高分辨的距离-瞬时多普勒像,而且能够观测到目标的运动姿态.     

舰船目标实时ISAR分辨率评估及成像方法

实时逆合成孔径雷达（Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR）分辨率评估是判断舰船目标成像质量的关键,其评估结果直接决定了是否需要重复成像和应用于目标分类与识别的价值。介绍舰船目标ISAR成像原理,提出基于实时成像数据的分辨率计算和误差评估方法,进而给出基于误差评估结果的自适应ISAR成像方法。所提的计算方法和分析结果对于工程应用具有一定的参考价值。     

基于快速SBL的双基地ISAR成像

针对稀疏孔径条件下双基地ISAR成像分辨率低、运算时间长等问题,提出了一种基于快速稀疏贝叶斯学习的高分辨成像算法。首先,建立基于压缩感知的双基地ISAR稀疏孔径回波模型,然后将整个二维回波数据进行分块处理,并假设目标图像各像元服从高斯先验,建立稀疏贝叶斯模型,再利用快速边缘似然函数最大化方法求解得到高质量目标图像,最后将所求的每块回波对应的目标图像合成整个二维图像。由于采取了分块处理,在每块图像重构时减少了数据存储量和计算量。另外,相比于传统的稀疏贝叶斯学习求解方法,本文所提快速算法在保证重构质量的同时进一步缩短了运算时间,仿真实验验证了算法的有效性和优越性。     

基于综合时频分析的机动目标ISAR成像

传统的ISAR距离-多普勒成像算法基于目标平稳飞行假设。当目标作机动飞行时,转速和转轴经常是时变的,若用传统方法成像,会使图像模糊,甚至无法辨识。这时需要分距离单元进行时频分析,得到距离-瞬时多普勒图像。文中提出的综合平滑伪魏格纳分布克服了平滑伪魏格纳分布不能在时频分辨率和抑制交叉项两方面同时达到较好的缺点。最后以旁瓣电平、交叉项干扰抑制、方位分辨率损失等指标定量分析了两者的性能。仿真结果证实了文中方法在对机动目标成像中的优越性。     

基于器官跟踪的人脸实时跟踪方法

头肩序列图像的人脸跟踪有着广泛的应用,但目前的大多数跟踪算法难以同时满足精确与快速的要求.本文提出了一种基于器官跟踪的人脸实时跟踪算法,利用形态学运算对嘴进行跟踪,进而通过对人脸对称性的分析,实现了对头肩序列中人脸的跟踪.由于算法只涉及简单的形态学运算^[1]和局部的旋转运算,速度达到实时要求,同时人脸对称性的分析保证了跟踪结果的精确性.     

频率步进信号的合成孔径雷达处理

合成孔径雷达借助综合孔径原理来提高方位分辨率,而距离分辨率的提高则需借助于脉冲压缩技术.频率步进波形是通过发射载频步进变化的子脉冲串来合成大带宽信号,从而获得高距离分辨率.若将频率步进波形应用于合成孔径雷达,则可获得距离和方位的二维高分辨率.本文首先分析了径向速度对频率步进雷达一维距离像的影响,然后建立频率步进信号照射下的合成孔径雷达回波模型,提出频率步进波形设计原则,给出频率步进合成孔径雷达的成像步骤.     

双站合成孔径雷达的距离分辨特性

该文从雷达方程出发,研究了双站合成孔径雷达的信噪比关系和距离分辨特性,并给出了计算机仿真结果.     

舰船ISAR成像的时间段优化选取

在分析舰船逆合成孔径雷达（ISAR）成像模型的基础上提出了一种选取最优成像时间段的方法,即利用时域相关法估计不同时刻的多普勒中心,绘制出多普勒中心曲线;根据多普勒中心曲线选取合适的成像时间段,对选取的每段数据进行平动补偿,并求其方位多普勒谱;根据谱宽判断该时间段是否为最优成像时间段,如果是则利用距离-瞬时多普勒进行成像,否则丢弃该段数据。实测数据的成像结果验证了提出的方法是有效的。     

Spatial Channel Sounding Based on Bistatic Synthetic Aperture Radar Principles

In this paper, we propose a simplified spatial channel sounding method by utilizing bistatic synthetic aperture radar (BiSAR) principles. Despite the different deployment geometries compared with a conventional BiSAR system, the feasibility of the approach is established by 1) the proposed method achieves a better spatial resolution than conventional directional channel sounders and 2) reconstruction algorithms based on time-domain back-projection in conjunction with a digital elevation model provide a good imaging performance and are suitable for reconstructing the spatial distribution of scatterers. Simulations of a high-speed rail (HSR) scenario demonstrate that the estimated power delay profiles (PDPs) and power angle profiles (PAPs) are close to the actual values.     

双站逆合成孔径雷达成像理论研究

常规单站逆合成孔径雷达(ISAR)不能对沿雷达视线方向飞行的目标成像,收发分置的双站逆合成孔径雷达(双站ISAR)系统解决了以上问题。该文分析了双站ISAR目标回波的特点,研究了双站ISAR对目标成像时的成像原理、方位分辨力、目标尺寸限制和采样率要求,得到了严格数学解,最后给出了模拟飞机目标的成像结果。     

双站合成孔径雷达随机扰动误差分析

根据双站合成孔径雷达飞行平台的运动特点,分析了随机扰动误差对双站正侧视SAR成像的影响,推导出了载体平台沿理想航线方向扰动和横向扰动情况下的图像位移准则和分辨率准则,以及振动情况下控制图像对比度损失的限制条件,并对这些结果进行了分析,得出了相关结论,这对双站SAR的工程实践具有重要的指导意义.     

双站合成孔径雷达系统同步问题研究

讨论了双站合成孔径雷达 (双站SAR)收、发系统的同步问题 ,详细分析了频率源稳定性对收发系统间相位同步的影响 ,并给出了计算机仿真结果     

基于图像域均衡的逆合成孔径 雷达多普勒质心跟踪法

相位校正严重影响了逆合成孔径雷达(ISAR)图像的聚焦和成像质量,其中多普勒质心跟踪(DCT)法因具备明确的算法原理和适中的计算量,成为一种广泛应用的相位校正方法.但是,当目标存在强散射点时,DCT法的效果往往不佳.在分析和比较现有方法的基础上,本文提出采用图像域均衡处理来改进DCT法.新方法通过简单的均衡和反馈环节,能够显著降低强散射点的影响,并提高DCT法的稳健性和成像质量.最后,和多类目标实测数据的成像结果证明了新方法的有效性.     

微波光子雷达逆合成孔径成像

微波光子逆合成孔径成像雷达,发挥光子大带宽、低传输损耗、抗电磁干扰等优势,可以提升成像分辨率,并有助于构建分布式阵列雷达,实现精确的三维成像。本文介绍了中国科学院空天信息创新研究院在微波光子雷达逆合成孔径成像方面的成果。首先,搭建了微波光子雷达,基于光子倍频技术产生宽带雷达信号,基于光子去斜处理进行回波信号接收,系统工作在Ku波段,带宽600MHz,实现了对暗室内合作目标和外场非合作目标的二维ISAR成像。在此基础上,结合光射频传输技术和波分复用技术,搭建一发多收的微波光子光纤分布式阵列雷达,在实验室内实现了对3个角反射器的精确三维成像。上述试验结果验证了微波光子技术应用于雷达成像领域的可行性和提升系统关键性能的潜力。