基于FRFT-CLEAN的机动目标逆合成孔径激光雷达成像算法

逆合成孔径激光雷达(Inverse Synthetic Aperture Ladar, ISAL)对机动目标成像时,其回波信号存在距离向色散和方位向多普勒时变的问题。对于机动性满足二阶运动近似的目标,分析了其ISAL回波信号特征,该文提出一种基于 FRFT-CLEAN 的 ISAL 成像算法。该算法利用分数阶 Fourier 变换(FRactional Fourier Transform, FRFT)消除距离色散。在运动补偿后,利用FRFT并结合CLEAN技术(FRFT-CLEAN)实现对机动目标的方位成像。仿真实验证明了该方法的有效性。     

基于时间-调频率分布的多目标ISAR成像

由于不同目标相对雷达的平动不同,单目标运动补偿方法不能同时完成各个目标的平动补偿,因而无法获得清晰的多目标ISAR像。文中提出了一种对同一雷达波束内距离不能分辨的多个运动目标进行ISAR成像的方法,根据不同目标的平动多普勒近似线性变化且变化历程不同的特点,采用CLEAN技术,基于回波信号的时间-调频率分布得到各个目标对应的调频率,分离不同目标的信号分量,从而将对多目标成像转变成了对多个单目标成像,利用单目标运动补偿和成像方法获得各个目标的ISAR像。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于设计结构化Gram矩阵的ISAR运动补偿方法

运动补偿是ISAR（Inverse Synthetic Aperture Radar）成像算法中的重要步骤.本文将运动补偿归结为多参数估计问题,基于设计结构化Gram 矩阵的最优化理论提出了一种运动补偿方法.该方法可分为距离对准和相位补偿两部分,其中距离对准算法通过让所有距离像之间的相关性同时逼近最大值的准则实现偏移量的估计,而相位补偿算法则通过分析信号模型推导出最优矩阵从而利用最优化方法提取相位误差.实测数据处理结果表明,这两种算法都具有较强的鲁棒性和较高的估计精度,是一种有效的运动补偿方法.     

一种直升机的舰船Dechirp实测数据SAR成像方法

直升机由于飞行不稳将会给运动目标成像带来很大的误差,尤其是对复杂运动舰船的成像。该文提出了一种基于利用运动补偿并两次利用广义二阶keystone变换同时结合利用孤立的散射点进行WVD变换估计多普勒参数的方法来分别消除距离弯曲和距离走动并最终对舰船成像。文中对算法做了详细的推导证明,并最终得到了良好的成像结果。最后用3个运动点目标的仿真数据和dechirp实测舰船数据来证明该方法有效。     

基于窄带步进频率的旋转目标三维ISAR成像

针对窄带发射信号,该文提出了基于步进频率的高速旋转目标三维成像方法。在运动补偿的前提下,首先利用单距离匹配滤波在子脉冲内进行二维逆合成孔径雷达像,然后结合CLEAN技术估计散射点参数,利用此参数在多个步进信号之间及多个距离单元内分别进行ISAR成像,最后利用频域距离合成技术在距离向实现高分辨,从而实现三维成像。该方法避免了旋转目标所引起的多普勒变化对距离合成的影响,能有效提高距离分辨率。多个散射点目标的仿真验证了该方法的有效性和可行性。     

机载SAR斜视区域成像研究

本文研究机载合成孔径雷达（SAR）斜视区域成像,提出在一维距离像上对地面像素逐个进行距离对准和相位补偿的运动补偿方法.该方法在完成斜地校正的同时,还能有效地改善方位聚焦并减小几何失真.用上述运动补偿方法和线性R-D成像算法,某型机载SAR在试飞实验中成功实现了斜视区域成像.     

机载SAR斜视区域成橡研究

本文研究机载合成孔径雷达（SAR）斜视区域成像，提出在一维距离上对地面像素逐个进行距离对准和相位补偿的运动补偿方法。该方法在完成斜地校正的同时，还能有效地改善方位聚焦并减小几何失真。用上述运动补偿方法和线性R-D成像算法，某型机载SAR在试飞实验中成功实现了斜视区域成像。     

高速运动目标斜距三次项补偿及高分辨成像

为提高信号的检测性能,需要保持较长的积累时间,这却造成严重的距离徙动。文中针对高速运动目标提出了一种新的高分辨成像算法,在运动参数未精确已知的情况下,通过对多普勒模糊数进行估计和补偿得到正确的二阶Keystone变化结果,在有效估计目标运动参数后,利用驻相原理得到含有斜距三次项的频域相位,并在二维频域进行补偿和聚焦。仿真结果表明,文中算法可以有效对高速微弱目标进行积累和补偿,实现了高分辨成像。     

运动目标逆合成孔径雷达成象

运动目标逆合成孔径雷达成象是根据旋转成象和运动补偿原理,利用宽带发射信号进行距离分辨,利用目标相对于雷达视线的旋转产生的多卜勒信息进行方位分辨。距离对准和运动补偿是逆合成孔径雷达成象的关键技术。本文概述了逆合成孔径原理,分析了距离对准和运动补偿问题,并给出了成象实验结果。     

基于SRMF和序列CLEAN的空间碎片ISAR成像算法

针对太空碎片围绕其主轴进行高速自旋运动的特点,利用单距离匹配滤波（Single Range Matching Filtering,SRMF） 方法可以实现小尺寸太空碎片的逆合成孔径雷达成像。通过相干CLEAN技术的引入,SRMF-CLEAN算法可有效地解决傅里叶变换带来的高旁瓣问题。然而在低信噪比情况下,利用SRMF-CLEAN成像方法提取的散射点位置误差偏大,甚至某些弱散射点无法被提取;当散射点距离较近时,该算法提取的散射点中存在虚假散射点的情况。针对此,提出了一种改进的SRMF-CLEAN成像方法,该方法利用序列CLEAN技术可以有效地解决高旁瓣、虚假散射点问题。仿真实验结果验证了新方法的有效性。     

基于参数化时频分析的机动目标ISAR成像方法

对于机动目标,运动补偿后目标相对于雷达并不是标准的转台目标,目标的多普勒是时变的,此时传统的距离多普勒成像算法不能得到很好的成像效果.论文分析总结了几种针对非匀速转动的时频联合分析算法,提出了一种基于参数化时频分析--AGCD快速算法的ISAR成像算法,并且用机动目标的仿真数据进行了验证,验证结果表明了该算法具有精度高、速度快且无交叉项的优点,比传统的算法有较大的改进.     

High-Resolution Three-Dimensional Radar Imaging for Rapidly Spinning Targets

A 3-D inverse synthetic aperture radar imaging method for rapidly spinning targets, i.e., a generalized Radon transform (GRT)-CLEAN algorithm, is proposed in this paper. The signal model is first changed into an equivalent high-speed turntable model after the compensation of the translational motion. Second, based on the relationship between the range profile variation of the spinning targets and the scatterers' positions, the GRT is utilized to estimate the scatterers' positions. Finally, combining the GRT with the modified CLEAN approach, the parameters of each scatterer and, thus, the 3-D image of the targets can be obtained. In addition to the development of the GRT-CLEAN algorithm, the estimation and compensation of the linear translational motion error in the imaging process is also considered in this paper. Good images yielded confirm the effectiveness of the GRT-CLEAN algorithm in the simulations.     

基于AJTF的ISAR成像算法研究

自适应联合时间-频率（AJTF）分析是一种被证实了的基于刚体目标二维运动模型的逆合成孔径雷达（ISAR）成像算法,但它在进行运动补偿参数搜索时使用的穷尽搜索方法收敛不稳定且计算量较大。介绍了一种改进的AJTF算法,它用粒子群优化方法进行运动补偿参数的搜索,提高了算法的稳定性和效率。仿真结果证明了该算法的优越性。     

基于恒加速度模型的斜视SAR成像CA-ECS算法

针对空载SAR俯冲模式下的高精度运动补偿方法进行研究,推导了恒加速度运动条件下的等效斜视距离模型,基于该模型推导出Extend Chirp Scaling相位补偿因子的数学表达式,提出了一种CA-ECS(Constant Acceleration ECS)算法.该算法的相位补偿因子包含多个方向速度和加速度参数,能够实现恒加速度条件下的运动补偿,是一种通用性强、适用面广的子孔径成像算法.计算机仿真结果表明本文使用的等效斜视距离模型的误差较小,CA-ECS算法能有效地完成加速度运动补偿.     

含旋转部件的ISAR目标分离式成像

随着雷达成像分辨能力的不断提升,转台模型所引起的二维距离走动已经影响到高分辨ISAR成像质量。同时,雷达目标物上部件的微动也变得不可忽略。因此,针对含旋转部件的目标的ISAR回波,本文提出了一种基于回波分离处理的精细化成像流程。该流程通过对目标物的刚体、部件回波进行分离,有序地对来自转台模型的二阶、一阶距离走动进行补偿,并获得旋转运动参数估计。其后,再对两种回波分别用与之相适的方法进行成像,完成对整个目标物图像的精细化处理。仿真和实测数据的处理结果验证了该流程的有效性。      

联合正交投影与CLEAN的测距仪脉冲干扰抑制方法

针对L频段数字航空通信系统1(L-DACS1)以内嵌方式部署在航空无线电导航频段而产生的高强度测距仪脉冲信号干扰正交频分复用(OFDM)接收机问题,提出联合正交投影与CLEAN的测距仪脉冲干扰抑制方法。接收机首先通过将接收信号矢量投影到干扰信号正交补空间的方法消除高强度测距仪脉冲干扰,然后利用OFDM信号循环前缀的对称特性,采用CLEAN算法估计信号来向,然后通过波束成形提取OFDM直射径信号。计算机仿真表明:论文提出方法可有效克服测距仪脉冲及OFDM散射径信号的干扰,提高L频段数字航空通信系统1的链路传输的可靠性。      

一种基于SPWVD-WVD的高质量时频分析方法及ISAR成像应用

交叉项干扰抑制与高时频聚集度是准确反应信号的时频分布特征的重要因素。传统的魏格纳-维尔分布(Wigner-Ville Distribution,WVD)算法虽能获得较高的时频分辨特征,但分析多成分信号时存在严重的交叉项干扰问题,限制了其实用性;而平滑伪魏格纳-维尔分布(Smoothed Pseudo Wigner-Ville Distribution,SPWVD)算法虽在一定程度上抑制交叉项干扰,但降低了时频聚集度。为了解决上述问题,提出了基于SPWVD-WVD的时频分析方法。该方法利用SPWVD与WVD之间的滤波互消效应,将SPWVD二值化结果与WVD结果进行矩阵运算,最终得到高质量的时频分析结果。实验结果表明,所提出的算法能够有效去除多分量信号的交叉项干扰,提高信号分析结果的时频聚集度,还原多分量信号的真实时频分布。最后将该算法成功应用于逆合成孔径雷达成像中。     

基于子孔径相位误差拼接的相位梯度自聚焦算法

随着雷达技术的发展,合成孔径雷达的成像精度也得到了大幅提升,与之相匹配的,也需要能更精确地进行运动补偿的算法.由于惯导精度无法满足需求,如果仅使用惯导数据对运动误差进行补偿,补偿的结果中含有残余的距离单元徙动,这会损失图像的精度.本文首先分析了残余的距离单元徙动对快速分解后向投影成像算法和相位梯度自聚焦算法的影响,再将...     

An Algorithm to Detect the Presence of 3D Target Motion from ISAR Data

We present an algorithm to detect the presence of 3D target motion from ISAR data. Based on the 3D point scatterer model, we first examine the effect of 3D motion on ISAR imaging. It is shown that existing motion compensation algorithms cannot properly focus targets exhibiting 3D motion during the imaging interval. An algorithm is then derived to blindly detect the degree of 3D target motion from raw radar data. It is based on measuring the linearity of phases between two or more point scatterers on the target. The phase estimation is implemented using the adaptive joint time-frequency technique. Examples are provided to demonstrate the effectiveness of the 3D motion detection algorithm with both simulation and real ISAR data. The detection results are corroborated with the truth motion data from on-board motion sensors and correlated with the resulting ISAR images.     

基于距离补偿的毫米波近场成像算法

毫米波全息成像采用远场成像的近似模型,导致最终成像质量下降。针对上述问题,提出了一种基于距离补偿的毫米波近场成像算法。该算法用近场条件下的精确模型改进了传统成像算法的近似模型,利用成像平面与天线阵元的距离进行成像补偿,然后通过最大值投影和Lee滤波进行成像。实验结果表明,与毫米波全息成像算法相比,该算法在提高图像清晰度的同时,能够保留成像目标的更多信息。