大斜视双基地SAR的二维可分离成像算法

提出了大斜视双基地SAR的二维可分离成像算法.首先建立了大斜视双基地SAR回波信号模型,并对其距离徙动和方位调频率的变化特性进行了分析;在此基础上,将二维可分离成像算法推广应用到了双基地SAR领域,解决了大斜视双基地SAR回波信号线性距离徙动补偿后方位调频率在方位向出现的空变性问题.算法采用了由平移不变双基地SAR几何关系所确定的新匹配函数,并考虑了3次相位项对成像效果的影响,改善了成像的效果.最后通过点目标仿真验证了算法的有效性.     

基于四阶传递函数大斜视角SAR成像算法

针对研究SAR大斜视工作时,为增加天线实时侦察效果,对低阶ETF(Exact transfor function)算法处理方位向相位的近似误差进行改进,在传统ETF成像算法基础上研究了四阶传递函数算法.采用四阶距离模型,分析了距离向聚焦深度为分块数据处理提供了依据,同时在距离多普勒域对非参考距离处目标进行了相位补偿.通过场景目标仿真对算法有效性进行了验证.仿真结果表明,算法可有效补偿大斜视角时方位向近似误差,提高了精度,满足大斜视时成像要求,同时避免插值处理,计算量小.便于实时成像.     

基于合成孔径雷达回波数据的海岸线提取方法

合成孔径雷达(synthetic aperture radar,简称SAR)通过对地面目标的多次照射来提高方位向上的目标分辨能力,由此使现有的SAR目标检测算法通常是一个基于SAR图像的"后处理"过程.在分析各种成像算法和现有的一些典型SAR目标检测算法的基础上,提出了一种在非成像状态下进行海岸线提取的新方法,把成像处理与目标检测问题有机地结合起来.通过真实星载SAR回波数据应用实验,证明了直接利用SAR回波对海岸线检测的有效性.     

弹载SAR俯冲段斜视成像算法

弹载SAR在俯冲段具有较大的下降速度和加速度,这使得距离徙动校正(Range cell migration correction,RCMC)变得困难,并且由于导弹在攻击目标前需要有一定的转弯机动时间,弹载SAR还往往工作在斜视模式下,此时常规的SAR成像算法不再适用.本文提出了一种弹载SAR俯冲段斜视成像算法,该方法在建立弹载SAR回波信号模型的基础上,首先在距离频域-方位时间域校正距离走动的主要部分,然后结合级数反演思想,推导出SAR回波信号的二维频域表达式,在距离频域-方位多普勒域进行剩余的距离走动和距离弯曲的校正,最后完成二维脉冲压缩,得到聚焦的图像.运算量的定量分析和实验仿真的结果验证了该算法的可行性和有效性.     

双站聚束SAR极坐标格式成像算法

双站聚束SAR(Synthetic aperture radar)相对于双站条带SAR可以达到更高的方位分辨率,其成像算法受到越来越多的关注.本文介绍了双站聚束SAR成像几何关系,建立了回波信号模型,从Dechirp后的回波数据域出发,提出了一种适合双站聚束SAR的极坐标格式成像算法.该PFA算法采用斜视坐标旋转及沿视线方向的极坐标插值LOSPI,更好地利用空间域数据,适用于正侧视和斜视模式成像.最后分析了距离弯曲对成像区域的限制,以及残余视频相位误差对成像性能的影响,并将此算法与不进行Dechirp的PFA算法相比较.实验结果表明该方法降低了数据率和运算量,算法有效、可靠.     

斜视SAR分数阶距离多普勒成像算法

针对传统距离多普勒(RD)算法在斜视合成孔径雷达(SAR)成像时运算量不足和边缘存在干扰的问题,将传统的RD算法中的匹配滤波用分数阶Fourier变换替代,提出基于分数阶Fourier变换SAR斜视距离多普勒成像(FrRD)算法。理论分析斜视SAR回波信号分数阶Fourier变换域模型,徙动校正在距离分数阶Fourier域方位频域完成,给出FrRD算法仿真流程。仿真结果表明,与传统RD算法相比,FrRD算法成像副瓣更低,成像边界更加清晰,成像时间缩短近一半。     

基于切比雪夫多项式的双基地前视SAR成像算法

双基地前视合成孔径雷达(SAR)的特殊构型使其距离历程具有双根号和大斜视的特点,给回波信号的成像处理带来困难,也对成像算法的精度提出更高要求,为此提出一种基于切比雪夫多项式的双基地前视SAR RD成像算法.首先,建立双基地前视SAR的几何模型与回波信号模型,指出收发分离构型对二维频谱公式推导过程中驻定相位点求解的影响;然后,引入切比雪夫多项式展开代替传统成像算法中的泰勒级数展开,在此基础上进行双基地前视SAR斜距等效模型和二维频谱模型的推导;最后,通过分析确定双基地前视SAR RD成像算法的相位匹配函数,给出成像算法的完整流程.仿真结果表明,所提出算法可极大减小双基地前视SAR的斜距等效误差与频谱展开误差,有效提高成像算法的聚焦深度和成像质量.     

一种改进的前斜视SAR距离多普勒成像算法

根据大斜视角SAR成像的空间几何模型和回波信号特点,提出了一种改进的适用于前斜视场景的距离-多普勒成像算法;对补偿二维频域耦合相位项的条件进行了分析,分析表明只需根据设计参数决定是否补偿到三阶耦合相位即可,且不必补偿更高阶的耦合相位;对距离徙动的校正方法进行了研究,通过在频域直接对距离徙动进行校正可以避免使用传统的插值方法,有效减小了计算量,提高了算法的运算效率,有助于算法的实时性实现;对改进的距离-多普勒算法的仿真表明,其成像性能能够满足前斜视条件下SAR实时成像处理的要求。     

基于GPU并行处理的SAR回波仿真器设计方法

针对合成孔径雷达(SAR)设计了一种基于GPU的回波仿真器,使用并行计算的方法提高SAR回波模拟的效率。仿真数字回波信号通过数/模转换,转换为射频信号输出给SAR系统。使用了BP成像算法对仿真器模拟得到的点目标及分布式目标回波数据进行成像处理,验证了提出的SAR回波仿真器的有效性。实验分析表明,使用GPU并行处理的方法提高了SAR回波仿真的效率。     

一种去除回波频谱调制的直升机SAR成像方法

直升机机载合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)信号受到主旋翼遮挡和直升机振动的调制,给合成孔径成像造成很大影响。本文采用时频分析方法对调制产生的原因和特征进行分析和研究,提出利用去斜后的方位相位误差作补偿,再进行相位梯度自聚焦(Phase gradient autofocus,PGA)处理,实现调制雷达回波的高质量SAR成像。实测数据表明,本方法较好地解决了回波调制情况下的成像问题,对直升机平台SAR成像具有重要的参考价值。     

基于去调频技术的斜视聚束SAR成像方法

针对具有方位谱混叠现象的斜视聚束式合成孔径雷达(SAR)成像问题,本文研究了一种基于去调频技术的成像方法.文中首先分析了斜视聚束SAR中的方位谱混叠现象,从理论上找出了斜视角影响方位粗聚焦的根本原因.基于分析结果,引入了回波信号非线性相位校正预处理法,彻底消除了斜视角的影响,从而得到正确的粗聚焦结果.然后基于斜视成像模型,推导了预处理回波信号的方位粗聚焦和精聚焦处理过程.在精聚焦的方位滤波处理中,针对非线性相位校正预处理导致的场景聚焦深度限制问题,提出了一种改进的非线性调频变标(NLCS)算法,实现了回波信号的高精度方位压缩.仿真实验结果证明了文中理论分析的正确性和所提方法的有效性.     

SAR大斜视RMA快速成像算法研究

在快速成像问题的研究中,针对常规距离徙动算法RMA中STOLT插值引起的高计算开销、效率低,不能有效进行快速成像的问题,提出了一种将非均匀傅立叶变换NUFFT和RMA相结合大斜视快速成像算法.通过详细分析大斜视SAR回波信号的时频特性,介绍了NUFFT算法原理以及实现步骤.再采用NUFFT代替STOLT插值和距离向IFFT,实现频域非均匀的格点向时域均匀格点变换.仿真结果表明改进后算法具有较高精度,同时兼顾了效率,满足大斜视SAR成像要求,并且为SAR成像算法中非均匀时频变换提供了一条新途径.     

地球同步轨道双基SAR成像方法

地球同步轨道发射、低地球轨道接收体制的天基雷达系统具有观测范围广、抗摧毁和抗干扰能力强、组网灵活等优点.分析发现,该系统中回波的包络不仅与地表场景的斜距有关,还与其方位位置有关,传统的单基SAR成像方法不再适用.本文分析了回波包络的历程,给出了适用于该系统的SAR成像方法.该方法根据多普勒参数以及目标像的几何形变量随接收卫星与发射卫星几何位置关系的变化特征对数据沿方位以及距离向进行分块,并重新构造距离徙动校正和方位匹配函数对回波信号聚焦,最后进行几何形变校正.仿真数据的成像结果证明了方法的可行性.     

FFT在ISAR成像中的应用

提出了两个提高成像效率的方法,即选取特定的距离单元来进行方位聚焦和通过一定的预处理,使得能够直接应用FFT来实现方位聚焦,并编制成像程序,利用模拟回波信号获得了清晰的目标图像.     

基于椭圆轨道的星载SAR面目标原始数据模拟

提出了一种基于椭圆轨道的星载SAR面目标原始数据模拟的方法。首先通过建立椭圆轨道的卫星平台和地球上目标的运动模型,求出卫星平台与目标的距离变化规律,并分析了这个距离与由其它模型得到的距离的不同及其对方位向压缩成像的影响。然后给出了面目标的原始数据模拟的方法,详尽地描述了整个模拟过程。最后给出并分析了原始数据压缩的方法及成像结果。
     

面向识别的雷达舰船目标低分辨回波仿真技术

雷达目标回波的高精度仿真是目标识别系统训练和测试的重要手段.针对低分辨雷达舰船目标自动识别的应用背景,提出了基于模板和模型的低分辨回波仿真技术.根据舰船目标的CAD三维模型,利用电磁计算方法得到全姿态的一维距离像模板.在凝视状态下,利用目标距离像模板和雷达发射信号模拟目标低分辨回波;在扫描状态下,利用全姿态一维距离像重构不同角区中目标的散射中心模型,并结合雷达波束的扫描方式获得了目标的仿真回波.结果表明,所提出的基于模板和模型的回波仿真技术对雷达舰船目标具有良好的低分辨回波仿真能力.     

旋转分数阶Fourier域构建SAR方位向成像算法的研究

距离多普勒算法在许多模式SAR尤其是正侧视SAR成像处理中被广为使用,但是其较低精度的SAR图像质量越来越不能满足实际应用需求。为解决传统方法方位向成像质量低的问题,提出旋转分数阶Fourier变换域构建SAR方位向上的高分辨率成像算法。文章详细推导SAR方位向信号运用分数阶Fourier变换时最优阶数的计算表达式,理论分析表明,该阶数具有唯一性且取决于方位向调频率、方位向抽样序列长度和方位向抽样频率;以获得的最优阶数为基础,完成旋转分数阶Fourier变换域和方位向高分辨率成像算法的构建。机载SAR模拟数据和星载SAR实测数据成像结果表明该算法的有效性。     

基于模板的SAR原始数据模拟

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)原始数据模拟是SAR模拟的基础,对SAR系统研究有重要意义.时域模拟方法重现了回波数据的产生过程,数据逼真度高,被广泛使用,但其复杂的计算量常常给实现带来困难.本文根据SAR回波信号方位向的平移特性,对原时域模拟方法进行改进,提出了基于距离向单位散射点回波数据模板的模拟方法,并在模拟方法中应用多线程和混合编码技术.实验表明,对大尺度场景使用本文技术和方法,仿真效率得到了极大提高.     

星载SAR散射波欺骗干扰研究

在散射波干扰方式下,SAR干扰信号的多普勒频率与雷达回波信号不一致,造成虚假图像散焦和成像位置偏移,甚至不能成像,只能算是一种噪声压制干扰.本文提出了一种新的散射波欺骗干扰的实现方法,通过距离向延时和方位向相位补偿,使得散射渡干扰信号与回波信号距离向频率、方位向相位一致,取得了较好的干扰效果.     

SAR目标回波模拟器的设计与实现

SAR目标回波模拟器可以真实模拟SAR信号及不同环境下的回波数据,对SAR系统的研制和其性能参数的测试起着关键作用。通常SAR回波模拟器需要对各像素点进行计算,数据量和计算量都很大。本系统设计的合成孔径雷达SAR目标回波模拟器,利用多核DSP和高性能FPGA的信号处理阵列单元,采用等距离算法,将回波位于同一距离单元的像素点信息相加后再在距离维统一乘以距离向相位信息,大大减少了回波模拟算法的计算量,最终实现的SAR回波模拟器系统带宽与运行速度都有显著提高。