机动目标双基地ISAR越距离单元徙动校正算法

逆合成孔径雷达（Inverse syn thetic aperture radar, ISAR）使用距离多普勒算法成像时,当目标尺寸较大或转角过大 ,会发生越距离单元徙动（Migration through resolution cells, MTRC）现象,严重影 响 目标成像效果。基于双基地ISAR转台模型,针对成像的MTRC问题,对解线频调后的目标回波 进行研究,分析了机动目标MTRC的产生机理,并将匹配傅里叶变换（Match Fourier trans f orm, MFT）应用到MTRC的校正中,消除了快时间频率与慢时间的耦合项,有效解决了MTRC引 起的ISAR图像散焦问题。仿真结果表明,基于MFT的双基地ISAR MTRC校正算法能够有效校正 机动目标的距离徙动,提高ISAR成像质量。     

基于非均匀FFT的距离徙动算法

距离徙动算法(RMA)由于需要进行精确的插值,限制了它在SAR成像中的应用。将非均匀快速傅立叶变换(NUFFT)应用到RMA成像算法中,将Stolt插值和距离向的IFFT用NUFFT来替换,在保证成像质量的情况下,提高了成像的效率,仿真结果证明了该算法的有效性。     

空间轨道目标ISAR成像方法

研究了高速空间目标逆合成孔径雷达(Inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像问题;根据空间目标回波模型提出了先进行速度补偿再进行平动补偿的ISAR成像方法。研究了高速运动目标回波模型,针对空间目标回波为线性调频信号的特点,提出采用CLEAN算法的线性调频信号参数估计方法对回波进行速度补偿。最后对自旋和非自旋两类轨道飞行目标成像进行了分析。仿真结果验证了理论分析的正确性和成像方法的有效性。     

ISAR成像中PFA算法在MTRC中的应用

逆合成孔径雷达(ISAR)转台成像中散射点越距离单元徙动(MTRC)时有发生.在小目标远场情况下,极坐标格式算法(PFA)能够基本消除MTRC,这种算法需要在空间频域进行从极坐标分布到直角坐标分布的二维插值.文中就如何运用PFA算法解决MTRC问题进行了较深入地分析,在距离向给出滤波插值法,并提出了新的补域插值法,方位向则运用斜线投影方法,最终将扇形区域转换为矩形区域.仿真结果表明,此算法比线性距离-多普勒(R-D)算法能更有效的处理MTRC现象;在距离向插值中将滤波法与补域法做了比较,后者计算速度更快.     

匀速运动目标的聚束SAR成像特征分析

运动目标的合成孔径雷达(SAR)成像特征是SAR/GMTI系统中进行运动目标检测和成像的基础.以往研究都是在两维可分离条带SAR成像算法条件下讨论目标运动对成像的影响,而很少考虑高分辨聚束SAR成像算法处理后运动目标的成像特征.本文推导了两种典型高分辨聚束SAR成像算法(RMA和PFA)处理后的动目标误差谱表达式,并在此基础上从目标几何定位误差、残留距离徙动和散焦等方面给出了完整的聚束SAR运动目标响应特征分析.最后通过仿真数据处理验证了分析结果.     

基于空间距离的多目标进化算法

为提高多目标进化算法的收敛性,提出一种基于空间距离的多目标进化算法.定义一种密度估计指标--树聚集距离,在考虑非支配前沿的同时,利用个体的空间距离及树聚集距离进行个体选择操作.另外,在外部种群的非支配解个数超过规定的种群规模时,用基于个体邻近距离的维护方法对其进行维护.通过6个测试问题和5个方面的测试标准,与NSGA-Ⅱ和SPEA2进行比较,该算法在拥有更好收敛度的同时,保持良好的均匀性和分布广度.     

带距离徙动校正的压缩感知PFA成像方法

目的 极坐标格式算法（PFA）是合成孔径雷达（SAR）聚束模式下的一种高分辨率成像算法,方位向增加孔径长度带来了数据存储和传输的负担,利用压缩感知进行合成孔径雷达成像可以减小采样率,以前的研究往往认为图像是2维可分离的而忽略距离徙动的影响,造成了图像质量的下降。提出一种在方位向利用压缩感知处理的PFA成像算法,可以校正距离徙动,保证压缩感知成像的图像分辨率。方法 在方位向进行压缩感知处理的过程时,采用了随距离空间频率变化的傅里叶基。结果 该方法可以有效代替PFA处理过程中的方位向插值,消除距离徙动的影响,保证距离向和方位向的分辨率。结论 仿真和实测数据的处理结果证明了该方法的有效性。     

基于尺度傅利叶变换的SAR运动补偿算法

本文对机载合成孔径雷达的运动误差进行定性分析,将载机的运动误差划分为非空变和空变部分分别进行补偿.针对空变的运动误差,利用尺度傅立叶变换(scaled Fourier Transform)进行距离徒动校正后进行二阶的运动补偿.计算机仿真结果证明了算法的有效性.     

合成孔径雷达图像中的动目标速度联合估计

为估计复数合成孔径雷达图像中动目标的速度,本文基于对称散焦滤波技术设计了联合速度估计方法.对于一个动目标雷达图像,该方法首先利用一距离向速度值在距离多普勒平面将目标的距离多普勒轨迹沿距离向对齐,然后利用一方位向速度值构建的对称散焦滤波器沿方位向将该目标图像重新聚焦,得到两个新的目标图像.通过计算这两幅散焦图像的锐度差,可建立一个以距离向速度和方位向速度为变量的锐度差曲面.在曲面的峰值或谷底处即可得到目标速度的估计值.理论分析和实验结果表明了该方法的可行性和有效性.     

基于空间距离的多目标差分进化算法*

在经典差分进化的基础上,提出了一种基于空间距离的多目标差分进化算法(SD-MODE),与目前经典算法NSGA-Ⅱ和ε-MOEA 进行比较,结果表明该算法拥有良好的分布性,同时也较好地改善了收敛性。     

一种基于Tsallis熵的逆合成孔径雷达距离对准方法

距离对准是逆合成孔径雷达(ISAR) 成像处理中运动补偿的关键步骤,其对准质量影响最终的ISAR成像质量。在传统的基于Shan non熵的距离对准方法基础上,本文给出一种新的基于Tsallis熵的距离对准方法,即引入非 广延Tsallis熵,来衡量合成距离像的锐化度,并对距离平移量进行估计。详细分析了Tsall is熵的特性和用于距离对准的可行性,并通过仿真和实测数据,来验证基于Tsallis熵的距 离对准方法的性能。结果表明,相比基于Shannon熵的距离对准方法,基于Tsallis熵的距离 对准方法具有较好的抗噪声性能,并且可获得更好的距离对准效果。     

复杂运动目标ISAR成像技术进展与展望

逆合成孔径雷达成像是宽带雷达实现目标信 息获取和精细描述的重要途径,但在成像过程中存在复杂运动导致散焦和成像分辨率不高两 个难题。针对目标复杂运动导致成像散焦问题,本文总结了微动对雷达波调制、进动目标成 像、 三维运动成像、分离部件成像等技术现状;针对成像分辨率不高问题,分析了多频段宽带回 波相参配准、融合成像等技术进展。本文介绍了雷达成像新技术,为解决上述两个难题带来 新的思路和途径,其中,雷达关联成像不依赖于雷达与目标的相对运动,可避免成像的复杂 运动补偿;太赫兹雷达成像容易实现大带宽和窄波束,获得目标精细雷达像。最后对新兴技 术的难点和发展趋势进行了展望。     

绕环天线的干涉ISAR测高算法

提出了两副雷达天线在平面内绕环时的干涉逆合成孔径雷达(Inverse synthetic aperture radar, ISAR)成像算法.现有的干涉ISAR成像研究通常忽略了天线几何位置对成像影响,将天线设置为仅在高度上有差别的两副垂直天线.针对这一情况,本文推导了当两副雷达天线不垂直时、特别是在平面内圆周绕环时的干涉ISAR测高算法.研究结果表明,干涉ISAR高程测量不仅与基线长度有关,还与散射点横距坐标有关,于是需要对散射点横距进行估计.仿真结果验证了在此情况下干涉ISAR测高公式的正确性,并进一步分析了天线基线与有效基线之间夹角的变化对测高精度的影响.经统计,目标高度平均测量误差低于3%,几乎达到原两副天线垂直时的测高精度.     

基于分数阶傅里叶变换的ISAR横向定标

逆合成孔径雷达的横向定标是确定横向像素代表的真实尺寸、进行目标几何特征提取的前提。本文研究了一种基于分数阶傅里叶变换（Fractional Fourier transform,FrFT）的横向定标方法,利用回波信号在慢时间域为线性调频信号的特性,使用FrFT方法得到信号在不同分数阶傅里叶域的能量聚集性,估计目标回波信号多普勒调频率,求得转动角速度,进而完成横向定标。仿真实验验证了算法的有效性和准确性。     

基于最大变差范数准则的ISAR自聚焦方法

为消除目标平动引起的初相误差,必须进行自聚焦以避免ISAR图像模糊.在分析ISAR回波信号模型的基础上,本文构造了高阶多项式相位信号的初相补偿函数.已有文献多ISAR图像聚焦程度为准则,对该多项式相位信号的参数进行优化.本文利用最大全变差范数作为ISAR方位向成像的聚焦评价准则,该指标值在平动参数空间中的分布具有局部极值点少的优点,利于最优确定初相补偿函数的参数,并采用协同粒子群优化算法加速参数的寻优速度和精度.仿真实验证明了本文方法的可行性和正确性.     

基于稀疏线性调频步进信号的ISAR成像

线性调频步进信号在简化雷达系统设计的同时,也存在对高速运动目标易出现Doppler模糊的问题,因此研究如何提高其等效的重复频率具有重要意义.由于ISAR目标的后向散射场具有较强的稀疏性,即大部分能量仅由少数散射中心贡献,所以本文基于稀疏信号表示理论,通过对目标回波模型的分析,提出了一种基于稀疏步进频率信号的逆合成孔径雷达成像方法.该方法通过随机地选择线性调频步进信号的部分子脉冲进行发射,然后使用稀疏信号分解的方法对目标图像进行重建以得到目标的二维高分辨图像.该方法以计算资源为代价,能够有效地去除方位Doppler模糊,同时还能够压低旁瓣并得到超分辨的图像.仿真和实测数据处理结果验证了本文方法的有效性.     

逆合成孔径雷达外场数据成象结果

介绍了逆合成孔径雷达（ＩＳＡＲ）实验系统外场数据的处理结果，简要叙述了ＩＳＡＲ信号处理的两个关键问题，即运动补偿和成象。对三种飞机在一系列飞行试验中的外场数据进行了处理，对大型喷气飞机ＹＫ－４２、小型喷气飞机“奖状”和大型螺旋桨飞机安－２６，在航线的直线段和转弯段，都得到了较好的成象结果     

一种基于回波数据的运动补偿方法

提出一种基于回波数据进行运动参数提取和运动补偿的方法。该方法首先从回波数据估计多个距离单元的多普勒调频率,再利用这些多普勒调频率估计值对运动参数进行加权最小二乘估计,最后利用估计的运动参数完成视线方向和沿航向运动误差的补偿。无人机SAR实测数据的实验结果表明,在运动误差较大的情况下,该方法仍可以取得良好的成像效果。     

ISAR imaging via sparse frequency-stepped chirp signal

Frequency-stepped chirp signal can simplify the designation of radar system.However,it has a shortcoming of Doppler ambiguity for high-speed moving targets.Therefore,it is of great significance to study how to increase its equivalent pulse repeat frequency.The back scattering field of the ISAR target has strong sparsity;that is to say,most energy is contributed merely by a few scattering centers.Hence,based on the theory of the sparse signal representation,a novel method for ISAR imaging via sparse frequency-stepped chirp signals is proposed by analyzing the signal model of the target.In the proposed method,part of sub-pulses of the frequency-stepped chirp signal is randomly selected to transmit,and then the 2D high-resolution image of the target can be constructed by sparse signal decomposition.At the cost of computational resources,the method can effectively resolve the problem of Doppler ambiguity,decrease the sidelobes and obtain a super-resolution image.Furthermore,the validity of the proposed approach is confirmed by the results of numerical simulations and real data.