SAR定标中角反射器的研究

角反射器是合成孔径雷达(SAR)定标中使用最为广泛的无源点目标,开展角反射器的研究对于SAR定标有着十分重要的意义。本文采用融入多层次快速多极子算法(MIFMM)的矩量法(MoM),对角反射器的雷达散射截面(RCS)进行计算,对比几种常用角反射器的性能,确定不同尺寸三角面角反射器RCS最大值及相应的入射方向,分析加工尺寸、加工角度误差、入射角度偏差等对三角面角反射器RCS的影响,总结角反射器在设计制作和安装过程中应考虑的问题。本文的分析结果对设计角反射器和SAR定标具有重要的参考价值。     

高分辨率SAR辐射定标中两种角反射器响应测量方法的应用对比研究

利用角反射器进行SAR图像辐射定标是一种简单、实用、精度较高的绝对定标方法。其关键技术包括角反射器响应测量、天线方向图拟合和定标常数确定。针对机载分米级高分SAR影像定标问题,在同一场景中布设了30和10cm两组三面角反射器,依据雷达中心入射角估计值、均方根误差和变异系数等指标,分析了已有的两种角反射器响应测量方法,即峰值法和积分法的适用性,并提出了一种新的天线方向图拟合方法。最后给出了两种方法对高分辨率SAR辐射定标的适用性结论。     

一种抑制FMCW SAR距离模糊的方法

在调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)系统中,由于FMCW SAR发射信号的特殊性,距离向模糊严重.本文从FM-CW SAR系统的成像原理出发.采用码分的方法,交替发射调频斜率相反的调频连续波,对FMCW SAR距离模糊进行有效抑制.文章给出了该方法的算法推导及仿真结果,并进行了分析,仿真结果验证了该方法的有效性.     

SAR车辆信号仿真与微动特性分析

合成孔径雷达(SAR)由于其自身条件的限制,导致在日常的研究中需要人为的在计算机上对其信号进行一些仿真。在得到的仿真信号中包含着目标的微动信号,这些微动信号对应着目标的微动特性,它们是目标的本质属性,是目标特性研究的重点。而微动特性又会受到目标和雷达参数等的影响,因此,需要对不同参数下目标的微动特性进行研究。主要以机载SAR为模型,构建模型仿真,并对目标参数、雷达参数、仿真参数等进行完整的特性分析。其中仿真主要采用散射点模型,运用采样序列分段置零的仿真方法构建仿真模型;再运用时频分析方法对得到的仿真结果进行特性分析;由于场景中很多参数如PRF、车身速度、车轮半径、散射点采样个数、车身运动方向与方位向夹角等会对目标的微动特性产生影响,因此,改变这些参数再用时频分析方法对不同参数下的仿真结果进行分析,并最后对其进行总结来研究目标的微动特性。     

点目标的机载SAR辐射定标实验精度分析

辐射定标的精度高低直接关系着后续定量遥感技术应用。鉴于辐射定标工作的重要性,该文利用积分法与峰值法提取点目标能量,计算定标常数,并通过TerraSAR-X和机载SAR数据分别进行定标实验。依照定标实验,分析了影响定标精度的主要因素。其中,定标设备方面,三角形角反射器相比四面角形角反射器定标结果稳定;定标算法方面,积分法比峰值法定标具有更高的稳定性,但也有可能对定标常数高估。实验结果表明,机载SAR定标虽然受到飞行平台稳定性的影响,但依然取得了较高稳定度的结果。     

线性相位误差对FMCW SAR成像质量的影响

FMCW SAR具有体积小、重量轻、成本低、分辨率高等一系列优点,相位误差是SAR成像质量下降的主要原因,因此,相位误差对FMCW SAR成像质量的影响将成为一个热点.首先分析了线性相位误差对成像质量的影响,然后推导了存在线性相位误差的FMCW SAR的信号模型,并提出了补偿线性相位误差的方法.最后,给出了仿真验证.     

基于梯度比率的SAR图像局部特征提取方法研究

本文研究了基于像素灰度差值计算的LBP算子和基于梯度比率的LGRP算子等局部二值模式。首先介绍了基本LBP算子和其他几种LBP算子的变形模式,并通过光学图像和实测SAR图像对LBP算子进行性能评估。针对LBP对SAR 图像乘性噪声敏感的问题,利用梯度比率计算的LGRP算子,并结合旋转不变LBP的抗旋转性,本文提出了一种改进的SAR 图像LGRP特征,获得了对SAR 图像的抗噪性和抗旋转性能。实验结果表明,由本文方法提取的SAR图像局部特征具有较好的不变性,可用于姿态角变化下的目标识别与图像纹理切片匹配。     

基于FMCW环扫SAR的成像系统设计及测试方法

为实现目标不同距离的高分辨率成像,提出一种调频连续波(FMCW)环扫合成孔径雷达(SAR)体制下的目标距离向探测系统设计及测试方法。该系统由模拟前端和FPGA共同处理实现,设计多种工作模式以实现近、中、远3种探测距离及相应的分辨率。通过MATLAB模拟射频前端去调频处理后的信号,加载到FPGA数字下变频处理,对所得信号仿真得到输出频谱,并进行闭环板级实测,验证了该基于FMCW环扫SAR的目标距离向成像系统设计的可行性。     

SAR辐射定标技术研究与应用

针对机载SAR辐射定标问题,该文通过对试验获取SAR图像进行分析处理,分别利用积分法和峰值法计算角反射器的回波响应能量,通过雷达方程推导出回波响应能量和定标常数、理论RCS的关系,由此计算出定标常数,并对结果进行了分析.结果表明,在本文的试验条件下,积分法的相对和绝对定标精度优于峰值法的相对和绝对定标精度.     

基于微多普勒分析的复合运动目标参数估计

目标的微运动所产生的微多普勒特征包含了目标的运动和结构信息,在目标的分类、识别等领域中有着重要的作用。建立了具有平动、加速与旋转运动的微动模型,定量分析了目标的微多普勒调制特征及其与微动参数的关系,利用提取时频分析矩阵频率向最大值的峰值提取法和最小二乘拟合直线法估计目标的加速度、旋转频率和旋转半径等参数,最后通过仿真验证了理论分析的正确性和参数估计的有效性。     

调频连续波SAR数字接收机技术研究

针对调频连续波合成孔径雷达系统误差提取和校正困难的问题,提出了一种基于数字接收机的调频连续波合成孔径雷达系统方案.分析了去调频接收模式下调频连续波合成孔径雷达的回波特性,研究了系统误差对回波信号的影响,推导了在数字时域对回波信号进行正交解调、去调频接收处理以及系统误差提取的实现过程.数字接收处理的方法可以简单有效地提取系统的幅相误差,并进行校正.最后,通过实验仿真证明了该方法的有效性和正确性.     

ISAR压制式干扰仿真及效果评估

介绍了几种逆合成孔径雷达(ISAR)的压制干扰方法,并针对不同干扰方法进行了计算机仿真.由于ISAR是一种新体制雷达,一些用于评估常规体制雷达干扰效果的方法和手段对于ISAR来说并不适用.综合考虑雷达干扰的原理和图像处理的理论,从等效视数的角度出发,提出了一种新的对ISAR压制干扰效果的评估方法,即采用干扰前后两幅图像的等效视数差来评估干扰效果,该方法能清楚地反映受干扰目标从临界干扰到严重干扰整个过程中目标图像的失真程度,仿真结果表明了方法的正确性和有效性.     

Polarimetric SAR statistical analysis using alpha-stable distribution and its application in optimal despeckling

In this article, the statistical model of the polarimetric synthetic aperture radar (SAR) single-look complex image is analysed using alpha-stable distribution. It is better to use alpha-stable distribution than Gaussian distribution to represent the statistical characteristics of the polarimetric SAR image. A polarimetric SAR covariance matrix estimation method based on fractional lower-order statistics (FLOS) is proposed. Based on this model, an adaptive polarimetric SAR optimal despeckling method based on FLOS is developed. This algorithm adaptively estimates the characteristic exponents of each channel and uses these estimated alphas to calculate the parameters for the optimal despeckling adaptively. The experiments using polarimetric SAR data demonstrate that the proposed method not only reduces the blurs that occur in the area of impulsive reflectors in the result of the original optimal despeckling method, but also maintains the speckle reduction ability (equivalent number of looks).     

压制式毫米波干扰模拟器设计

压制式毫米波干扰模拟器能够真实模拟引信所面临的干扰环境,为实验提供阻塞噪声、瞄准噪声、扫频噪声。本文分析了压制式噪声产生原理,阻塞噪声、瞄准噪声采用噪声调频的方式得到,扫频噪声采用函数扫频的方式得到。提出了三种可行的毫米波干扰模拟器的实现方案:上变频方案、滤波方案和倍频方案。对以上三种方案进行了分析和比较,最终设计采用了倍频方案,并给出了实验结果。     

一种有效的SAR图像自动目标识别方法

提出了一种有效的SAR图像中自动目标识别的方法。首先采取双阈值CFAR目标分割算法对SAR图像进行目标分割。通过对SAR图像的空间局部特征和PCA全局特征的提取,在参数学习的基础上,结合了遗传算法进行迭代优化获取分类器,实现SAR图像的自动目标识别。该方法可以直接对原始图像进行计算,避免了基于数据特征计算所带来的问题。实验结果显示,这种基于遗传算法的自动目标识别方法对T-72和BMP2坦克进行识别,获得了较好的识别率。     

调频率正负交替变化的SAR成像及抗欺骗干扰方法

为了提高合成孔径雷达(SAR)抗数字储频式欺骗干扰的性能,提出一种正负交替改变SAR调频率的方法,通过发射按正负交替序列规律改变SAR调频率的信号,使干扰信号在调频率上和原信号产生差异,经过匹配滤波后可以滤除干扰信号,进而抑制欺骗式干扰。仿真了在正负交替改变调频率情况下的成像及对抗欺骗式干扰的效果,仿真结果验证了这种方法的有效性。     

A target detection algorithm for SAR images based on regional probability statistics and saliency analysis

In comparison with optical images, a Synthetic Aperture Radar (SAR) image has many defects, such as low resolution, strong noise interference and random distribution of the target, which increases the false alarm rate of traditional detection methods. To improve the detection accuracy of the SAR image, a novel detection method is proposed based on regional probability statistics and saliency analysis. A saliency analysis model based on dense and sparse reconstruction (DSR) is reconstructed to locate the target precisely. Firstly, the regional probability of the SAR image is estimated to extract the background region. And then, the extracted background sub-blocks are clustered and employed to replace the corresponding background template set of the DSR model. Subsequently, the reconstructed DSR model is used to extract the target, and the detection accuracy of the proposed method is enhanced greatly. Compared with the constant false alarm rate (CFAR)-based detection method, the proposed method can achieve a high detection accuracy and protect the edges of the SAR image.     

MIMO SAR OFDM chirp waveform design and GMTI with RPCA based method

Multiple-input multiple-output synthetic aperture radar (MIMO SAR) has drawn wide attention for its increased degrees of freedom (DOFs) compared to the traditional multi-channel SAR (MC-SAR) system. The MIMO SAR system, which makes each antenna illuminate one subswath, can widen the range swath without decreasing PRF. One of the foremost tasks involved in the MIMO SAR system is the waveform design at the transmitter. Moreover, at the receiver, how to accurately separate the auto-correlation signal from the cross-correlation interferences is the other important issue. In this paper, an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) chirp signal designing method is firstly proposed, which is based on low cross-correlation interferences and good peak-to-sidelobe ratio (PSLR) rules. Using the designed OFDM chirp signals, the focused signal of MIMO SAR system matched the robust principal component analysis (RPCA) basic model. The moving target (sparse signal), clutter (low-rank signal) and noise (noise signal) can be separated directly. Hence, RPCA based method can be employed for ground moving target indication (GMTI) with no need for extracting the matched signal or suppressing the unmatched interferences. Extensive simulations demonstrate the effectiveness of the waveform designing method and GMTI with RPCA based method for MIMO SAR system.