太赫兹MIMO弧形阵列方位向成像算法研究

该文提出一种新的在太赫兹频段下基于MIMO弧形阵列的方位向成像算法,通过将MIMO弧形阵列等效转换为MIMO线阵,基于等效MIMO线阵引入RMA算法思路对弧形阵列方位向图像进行重建。该文详细介绍了MIMO弧形阵列与普通MIMO线阵的等效转换,建立了相应的成像信号模型,设计了MIMO弧形阵列太赫兹单频方位向成像算法,并通过计算机仿真验证了该算法的可行性与有效性。     

穿墙成像雷达旁瓣/栅瓣抑制方法

提出了一种超宽带超稀疏阵列穿墙成像雷达距离向旁瓣和方位向栅瓣抑制的新方法。对于使用步进频连续波的超宽带雷达,其距离向旁瓣较高,通常采用加窗进行抑制。对于超稀疏阵列,其方位向栅瓣较高,可以采用相位相干因子(PCF)加权进行抑制。若同时抑制距离向旁瓣和方位向栅瓣,可以对加窗的图像作PCF加权。但是,距离向加窗会抬高方位向栅瓣,进而降低PCF抑制方位向栅瓣的效果。针对这个问题,提出一种PCF结合双切趾的方法,能够同时有效地抑制距离向旁瓣和方位向栅瓣。仿真和实验结果验证了方法的有效性。     

基于相关准则的稀疏微波成像方位向采样优化方法

稀疏微波成像将稀疏信号处理理论系统性地引入微波成像中,与传统合成孔径雷达成像相比,具有提高成像质量、降低系统复杂度等优点。稀疏采样方式是影响稀疏微波成像重建质量的重要因素。该文主要研究方位向稀疏采样的优化问题,分析了稀疏微波成像观测矩阵的相关系数与重建能力的关系,在此基础上提出一种基于相关系数的优化准则,并对方位向稀疏采样参数进行优化。仿真结果验证了所提优化方法的有效性。     

太赫兹稀疏阵列相干因子栅旁瓣抑制方法

在太赫兹成像中,阵列的稀疏化设计会引起栅旁瓣的恶化。在传统相干因子(Coherence Factor,CF)加权的基础上设计了适用于多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)稀疏成像阵列的相位相干因子(Phase Coherence Factor,PCF)和符号相干因子(Sign Coherence Factor,SCF)两种加权栅旁瓣抑制方法。对点目标仿真结果表明,CF、PCF和SCF栅旁瓣抑制后峰值旁瓣比(Peak Side Lobe Ratio,PSLR)分别降低了17.81 dB、24.56 dB和22.74 dB,在340GHz 4T16R稀疏阵列成像系统中的实测结果也表明,PCF和SCF对栅旁瓣的抑制效果分别优于CF6dB和4dB以上。     

基于方位向相位编码技术的方位向多通道SAR距离模糊抑制方法

距离模糊一直是影响合成孔径雷达(SAR)成像质量的重要因素之一。方位向相位编码(APC)技术是一种有效抑制距离模糊的方法,但是由于APC技术高度依赖于高过采样率,对于多通道SAR系统,APC技术的距离模糊抑制效果很有限。该文提出一种新的基于APC技术的多通道系统距离模糊抑制方法。该方法首先通过APC技术将部分距离模糊信号产生方位平移,通过额外增加接收通道数提供的额外信号自由度,能够在方位向上通过合适的数字波束形成(DBF)技术同时滤去距离模糊和重建方位向信号,因此距离模糊信号可以被很好地抑制。该文最后给出仿真结果,证明该方法的有效性。     

基于遗传算法的球面阵列旁瓣电平优化方法

针对共形球面天线阵列,采用有向天线阵元,在保持阵列孔径不变的条件下,以阵元分布位置作为优化变量,以降低最大相对旁瓣电平为优化目标,运用改进的遗传算法对阵列进行稀疏优化,仿真结果表明:该方法能够降低球形阵列的旁瓣电平,达到了减少阵元个数、降低天线系统成本的目的。     

基于墙体补偿与多视角融合的穿墙雷达建筑物布局成像算法

穿墙雷达能够对建筑进行布局成像,并准确获取建筑内部结构信息,已广泛应用于灾害搜救、反恐作战等领域。针对建筑物墙体穿透导致的墙体展宽、位置偏移和墙体多径杂波导致的多径鬼影等成像问题,本文提出了一种基于墙体补偿与多视角融合的建筑布局成像算法。首先,对雷达回波的后向投影成像结果应用Radon变换,通过恒虚警率检测提取峰值,提取墙体位置信息,以墙体前后表面中心为分界线将图像分割为两个子图像;其次,对包含偏移墙体的子图像进行自适应补偿,矫正墙体位置;最后,对多个视角成像结果进行图像融合,抑制多径鬼影。仿真结果表明,该方法可以有效解决图像中墙体展宽、位置偏移和多径鬼影问题,得到正确清晰的建筑布局图像。     

基于方位向多通道的星载SAR Mosaic模式研究

Mosaic模式是聚束和ScanSAR的混合模式,能同时实现高分辨率和大场景成像。该文提出一种基于方位向多通道的Mosaic模式,将成像场景沿距离向和方位向划分为若干子成像块,各块采用滑动聚束模式独立成像后再进行2维拼接。利用短发射子孔径使系统扫描角显著减小,进而降低系统设计难度,同时也使各子成像块距离徙动量减小;方位向多通道接收能提高系统信噪比,利用空间采样降低脉冲重复频率,更有利于波位选择。     

基于压缩感知的稀疏阵列MIMO雷达成像方法

针对MIMO雷达对空目标单次快拍成像时天线数目较多问题,该文提出了一种稀疏阵列MIMO雷达的成像方法。首先分析了MIMO雷达天线的稀疏布阵方式,其次结合压缩感知理论具体阐述了稀疏阵列MIMO雷达的成像方法。该方法不仅能够对运动目标实现单次快拍成像,避免了目标机动带来的运动补偿难题,同时又能够大幅减少MIMO雷达的天线规模,便于工程实现。最后利用仿真实验验证了所提方法的有效性。     

基于蚁狮算法的MIMO雷达阵列方向图优化设计

针对MIMO雷达稀疏布阵的问题,提出了一种基于蚁狮算法的MIMO雷达阵列方向图优化设计方法.首先,设定发射与接收阵元的阵列孔径以及最小间距,然后用蚁狮算法对阵元位置进行稀疏优化,计算适应度函数并与全局最优解对比,保存最优值,使峰值旁瓣电平最小,最后以有效阵元数和峰值旁瓣为多目标优化函数,通过归一化处理将其转化为单目标优...     

基于栅瓣宽度的稀疏阵列方向图综合算法

首先对子阵级稀疏阵列进行建模,针对子阵级稀疏阵的子阵间距远远大于半波长而导致子阵级稀疏阵列方向图主瓣附近具有大量栅瓣的问题,提出了方向图栅瓣宽度的概念,为了抑制方向图的栅瓣宽度,提出一种基于栅瓣宽度的子阵级稀疏阵列优化算法,解决了方向图栅瓣电平在满足一定的要求下使栅瓣宽度最窄的问题,最后通过仿真验证了该算法的有效性。     

基于改进灰色预测模型的雷达备件消耗预测

在穿墙雷达成像领域,建筑墙体会改变电磁波的传播路径和速度,引入墙体回波延迟误差,造成建筑布局图像出现墙体位置偏移,这种现象随着穿透墙体的面数增加而加剧。并且电磁波穿透墙体时的衰减会带来前后墙体图像强度差异。对此提出了一种墙体补偿算法,该算法利用 Radon变换进行墙体距离向位置检测,实现在距离向上对成像区域进行划分,结合线段检测,实现在方位向上对成像区域进行划分,最终完成成像区域的精确划分,分别对各成像区域补偿墙体穿透延时和聚焦成像。XFDTD仿真数据验证了该算法能实现各成像区域和各面墙体的聚焦成像,有效地矫正了墙体位置,降低了前后墙体图像强度差异。     

基于广义互相关函数的声波阵列时延估计算法

针对多通道阵列声波信号时延估计问题,提出了一种平均广义互相关函数算法。该算法首先计算相邻通道信号的相位变换广义互相关函数（PHAT—GCC）,然后将多个相位变换广义互相关函数进行平均,再根据峰值位置进行时延估计。试验表明,该算法充分利用了多个通道的信息,优于传统的互相关函数算法。     

艇载稀疏阵列MIMO雷达地面运动目标成像方法

本文针对地面运动目标成像问题,提出了基于平流层飞艇平台的稀疏阵列MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)雷达的成像方法.该方法首先利用MIMO雷达阵列对观测场景进行空间并行采样获取其散射信息,其次由于两次脉冲回波信号中的运动目标信息不同而地杂波(或静止地物)信息相同,因此利用一次相消技术抑制回波信号中的地杂波分量.然后基于观测场景中运动目标的稀疏特性,将压缩感知理论引入到对运动目标重建过程中.该方法可有效避免地面运动目标成像时的地杂波干扰和运动补偿问题,同时采用稀疏阵列可大幅减少天线阵元个数,从而降低对飞艇平台的要求和系统成本,便于工程应用.最后利用仿真实验验证了该方法的有效性和可行性.     

基于改进遗传算法的非均匀稀布阵列优化

提出了一种对非均匀稀布阵列阵元间距进行优化的改进的遗传算法。该算法在编码时,将阵元间距依据尺寸步长划分为不同的节点,通过对节点的二进制编码,灵活实现带约束阵元间距的遗传编码。在遗传操作过程中,依据不同的进化阶段自适应设定算子系数,有效地提高了遗传算法的收敛性。文中采用同时考虑副瓣电平和渡束宽度的双适应度函数,使优化得到的天线阵列方向图比采用单适应度函数有较好的综合性能。最后通过大量仿真结果验证了这一算法的有效性。     

基于十字阵的MIMO雷达的二维DOA估计

多输入多输出（MIMO）雷达使用多个天线同时发射独立波形,在不同位置的目标回波彼此线性独立,以获得较好的空间分辨率。文章提出了基于收发不共位的线阵在水平面内构成十字阵的MIMO雷达信号模型;研究利用MUSIC算法来估计该模型下的MIMO雷达的二维波达角;分析了基于均匀十字阵的MIMO雷达的优越性,并探讨了十字阵MIMO雷达性能与阵元间距的关系,仿真表明,在满足远场条件下,均匀十字阵比均匀线阵可以估计更多的目标而且精度更高;通过非均匀布阵,可以进一步提高MIMO雷达的二维波达角的估计精度。     

基于阵元局部分布特征的MIMO雷达阵列设计方法

MIMO雷达采用多发多收的工作模式,减少了天线和收发模块的数量,降低了系统的成本和复杂性,被广泛应用于城市反恐、灾后救援等领域。针对现有二维MIMO雷达阵列存在旁瓣高、成像质量差的问题,本文提出了一种基于各天线单元局部特性的二维MIMO阵列设计方法,设计了等效阵元投影局部密度和二维局部密度两个优化对象,以及边界约束和最小间距约束两个约束条件,通过对方形均匀MIMO阵列进行迭代优化,得到旁瓣更低的阵列排布形式。仿真和实测实验结果表明,本文所设计的二维MIMO阵列的成像结果有更低的旁瓣,且在生命体征检测和人体姿态重构等雷达应用领域都有很好的探测性能,为人体目标的多域信息感知提供了可能。     

符号相干系数加权的超声平面波复合成像算法

平面波超声成像算法运用广泛,具有较高的成像帧率,但成像质量较差.相干平面波复合成像（CPWC）算法采用对多个方向平面波成像输出直接叠加的方式进行成像,有效的提高了成像质量,但忽略了平面波之间的相干性.本文提出符号相干系数加权的平面波复合成像算法（SCF-CPWC）.该算法将不同角度的平面波对同一个成像点的成像结果做为向量,计算出该向量的符号相干系数（SCF）,对该成像点的相干平面波复合成像的输出结果进行加权成像,得到SCF-CPWC算法的最终结果.仿真和实验结果表明SCF-CPWC算法具有更好成像质量.相对于传统的CPWC成像算法,可以明显改善成像的横向分辨率和暗斑对比度.