同步轨道SAR电离层影响分析与仿真研究

针对电离层对L波段同步轨道合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）的影响,提出了一种基于四维电离层电子浓度数据进行同步轨道SAR电离层影响仿真的方法.主要针对同步轨道SAR信号相位超前导致的图像偏移、分辨率下降、脉冲展宽、峰值旁瓣比下降等成像因素进行了分析,利用IRI模型计算得到四维电离层电子浓度数据,进行不同电离层状态下的同步轨道SAR性能影响分析.给出电离层TEC缓变、阶跃变化、冲激变化、连续快速变化几种情况下同步轨道SAR成像数值仿真结果,验证理论分析的正确性,并分析每种电离层情况下是否需要校正.结果表明,电离层对同步轨道SAR距离向信号影响非常严重,对方位向信号的影响大多数情况下可以忽略.     

基于Floquet理论的模块化多电平换流器小信号稳定性分析

为更好地描述模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)中高次谐波动态的相互作用,基于线性时间周期(Linear Time-Periodic, LTP)系统理论对MMC进行建模,并基于Floquet理论进行MMC系统的小信号稳定性分析。首先通过MMC的桥臂平均值模型建立系统的非线性时间周期系统模型,然后围绕周期轨道将该模型线性化得到MMC的LTP模型,最后通过针对LTP系统的Floquet理论分析MMC的小信号稳定性。分析结果表明：LTP模型可以准确描述MMC的小信号动态响应特性;Floquet分析可以精确刻画MMC参数构成的稳定边界。此外,所提模型和稳定性分析结果通过了基于MMC聚合模型的电磁暂态仿真和验证。     

SAR运动目标微动信号模型及微多普勒效应研究

作为一种全新的雷达运动目标识别方法,微多普勒效应能够显示出目标自身更为丰富的运动学信息,同时也会造成动目标SAR成像模糊等传统理论无法克服不利影响。通过研究振动和转动SAR目标回波模型,综合出SAR微动目标统一的距离方程及SAR回波表达式,推导出回波方位向将呈现正弦调频（sinusoidal frequency modulation, SFM）信号等周期性特点。最后,通过计算机仿真验证了本文结果的正确性。     

二维距离-多普勒海杂波信号模拟与实现方法

对满足K分布的距离-多普勒二维海杂波建模和快速模拟方法进行了研究。利用距离-多普勒分辨单元对海面进行划分,分析计算了海杂波功率谱密度,并采用球不变随机过程方法得到二维相参K分布海杂波模型。利用电磁仿真软件分析了海面的电磁散射系数,计算得到了海面一维距离像和模拟信号。设计了海杂波信号模拟系统,利用仿真得到的数据可实时产生雷达二维海杂波信号。     

一种SAR高效数字去斜方法的研究

在分析现有去斜方法的基础上,提出了一种改进的合成孔径雷达（SAR）高效数字去斜方法。当SAR发射信号脉宽能够覆盖距离向观测范围时,使用小于发射信号带宽的采样率进行欠采样,实现回波信号的距离向去斜接收,经快速傅里叶变换（FFT ）完成脉冲压缩,可无混叠的恢复目标信息。该方法能够有效降低系统采样率,从而降低系统对于ADC器件的要求,减小了之后的数据处理量和存储量,为SAR系统的微型化实现提供了解决途径。给出了改进的数字去斜方法的理论分析和数学推导,并通过仿真实验论证了该方法的正确性和有效性。     

线性调频连续波SAR成像算法研究

本文研究了线性调频连续波SAR的距离徙动算法成像.线性调频连续波SAR发射的信号周期较长,雷达在发射和接收信号期间不能再视为静止,STOP AND GO近似不能再视为有效.针对线性调频续波SAR的特点,在STOP AND GO近似成立的条件下,讨论距离徙动算法的实现过程.STOP AND GO近似失效时,通过补偿线性调频连续波SAR连续运动引入的多普勒频移,将此运动产生的多普勒频移转化成对距离的影响,对距离徙动算法提出了改进,并给出点目标的仿真验证.     

信号距离度模型及其波形复杂信号辨识

针对快速辨识波形奇异、变化复杂的信号的要求,构造了表征离散信号差异性的信号距离函数、信号距离度函数,给出了信号距离的性质,定义了多元素信号集的距离度空间、距离度矩阵,最终建立了算法简单的信号距离度模型体系。在电网故障暂态电流的辨识选线中应用的实例,证明了信号距离度模型的有效性和鲁棒性。实验结果也表明,利用信号距离度模型能够准确的辨识波形复杂的信号,为实用化的系统辨识和故障诊断提供了一种有效途径。     

基于峰值特征高斯混合建模的SAR目标识别

提出了基于峰值特征高斯混合建模的合成孔径雷达(SAR)自动目标识别(ATR)识别方法。该方法首先提取待识别SAR图像及与其对应模板图像的峰值特征;然后采用高斯混合模型对两组峰值特征集进行概率建模。建立的高斯混合模型描述了峰值特征集的内在结构及变化规律。采用KL散度评价高斯混合模型的距离,最后基于待识别图像的峰值特征集与各类模板图像峰值特征集的距离大小决定目标类别。为了验证提出方法的有效性,基于MSTAR三类目标数据集进行了目标识别实验。     

新SAR模拟测试信号产生方法

文中在分析SAR回波信号模型的基础上，提出一种结合地图分层原理与模板运算提供测试信号的快速仿真方法。     

一种改进的理想滤波器方位模糊抑制方法

合成孔径雷达(SAR)图像的方位模糊问题是由于方位向欠采样引起的,其严重影响判读人员对SAR图像的解译.阐述了方位模糊的来源及其建模,进一步总结了利用理想滤波器进行方位模糊抑制的方法及其局限性,针对该方法的参数失配问题,从主像和模糊像在方位向和距离向上的偏移距离的角度出发,提出并明确分块处理大区域方位模糊抑制的思路及分...     

改进的SAR图像干扰抑制算法

合成孔径雷达(SAR)图像中出现干扰条纹是由电视、广播和各类通信系统辐射源的频率在系统带宽内,造成接受的信号中混有干扰信号。由于这些干扰通常具有高于系统背景噪声的功率电平,会对SAR造成不同的影响。在某些系统中SAR信号在距离频域沿着距离向相邻的点会具有一定的相关性。如果某些频谱值被干扰信号污染,则可以利用它周围的点估计出该频段的信息。基于这一想法,提出一种干扰抑制算法,能有效的估计出被干扰影响的频谱信息。当频谱中干扰信号所污染的频段的个数较多时,相比传统方法,这种方法能更为有效地估计出原始信号。     

SAR数字自动增益控制的步进调整法设计

应用于合成孔径雷达(SAR)的数字自动增益控制(DAGC)需要合适的增益门限才能有效地扩展接收机的动态范围,保证闭环系统稳定。针对应用于SAR的增益控制策略,在深入研究DAGC的单、双门限步进调整法的基础上,通过回波信号统计和系统性能分析,提出一种基于信噪比最优准则的门限设置方法,并给出双门限调整法的上下门限对比量的限定。数据域参数对比和仿真成像结果表明,该门限设置方法优于常规方法,更适用于SAR的自动增益控制。     

多视极化白化滤波器参数估计方法的改进

多视极化白化滤波器(MPWF)是一种专门应用于极化SAR图像降噪的有效方法,其中,滤波器参数估计的精确度直接决定了其滤波性能的好坏。本文通过对全极化SAR噪声模型的介绍和几种典型的参数估计方法的比较,针对传统方法的缺陷,提出基于无监督分类的自适应参数估计方法。此方法以分类图像作为对象;在滑动矩形窗内以中心像素作为参照物,自动搜索与其同类的像素并用于降噪。实验结果表明,该法不仅有效地抑制了相干斑,而且对图像的纹理信息具有很好的保持能力。     

线性连续系统动态负荷模型的参数辨识与应用

目前在电力负荷建模中非机理负荷模型较多地采用离散系统模型或差分方程形式的模型,而电力系统数字仿真中更需要连续系统的模型。研究了作用函数不含导数项和含有导数项两种情况下的线性连续系统微分方程形式的负荷建模方法,介绍了模型参数辨识的直接优化算法,该模型对于描述线性动态负荷或小扰动下的非线性动态负荷的行为,具有一定程度的普适性。介绍了该动态负荷模型与电力系统分析综合程序PSASP的自定义连接方法。通过动模实验数据建模和仿真计算,验证了模型参数辨识算法以及模型与电力系统分析综合程序接口的有效性。     

一种新的SAR窄带干扰抑制方法

合成孔径雷达易受电视网、通信网等无线设备的电磁干扰,严重影响成像质量。本文在分析SAR受到的干扰特点和信号模型的基础上,提出了一种基于压缩感知的SAR窄带干扰抑制方法。该方法根据SAR回波信号和窄带干扰信号在Chirplet字典上的调频斜率参数不同,在SAR回波信号重构过程中对干扰信号进行筛选并抑制,再把去除干扰后的压缩数据利用常规SAR成像算法进行成像。仿真结果表明,该方法不仅能有效抑制窄带干扰,而且大大减少了SAR系统成像处理的数据量,验证了本文所提方法的有效性。     

SAR信号在距离多普勒域和二维频域中的频谱分析

合成孔径雷达的回波信号是SAR成像等一系列处理的基础,通过对SAR信号频谱的分析有利于脉冲压缩即匹配滤波器的设计,SAR信号频谱是目前较为精确高效的成像算法如RDA、wKA、CSA的理论基础。通过对频谱的分析有利于SAR成像中距离徙动、多普勒模糊等问题的解决。重点分析、详细推导了SAR信号在距离多普勒域及二维频域中的频谱表达式,深刻理解傅里叶变换的本质作用;最后利用Matlab对单个点目标分别在零斜视角、非零斜视角下的接收信号特性进行仿真,理论和实验分析SAR信号在这两种域的频谱性能。     

运动误差对机载SAR定位精度的影响

定位精度是合成孔径雷达(SAR)系统的一项重要指标.本文在影响SAR定位精度的诸多因素中,主要研究了运动误差对定位精度的影响问题.首先建立了SAR定位模型,然后从成像的角度分析了距离向运动误差和方位向运动误差对定位精度的影响,推导了运动误差影响定位精度的数学表达式,对影响SAR定位精度的雷达参数进行了分析,并进行了仿真实验.仿真结果表明:距离向速度误差是影响SAR定位精度的主要因素,定位精度还与斜视角和飞行速度有关.本文可为SAR系统定位精度指标设计提供理论支撑.     

基于DBF-SCORE的Ka SAR-GMTI信号处理方法研究*

在SAR信号处理中为增大接收增益,提高系统回波的信噪比,可利用数字波束形成(DBF)技术(扫描接收技术)生成灵活控制的高增益窄波用于多通道接收、处理回波信号。分析并推导了距离向多通道的回波信号,然后详细分析了基于偏置相位中心天线（DPCA）的SAR GMTI处理方法。在此基础上给出了一种使用DPCA杂波抑制技术处理基于时变加权DBF SCORE回波的Ka SAR GMTI处理方法,并给出了系统实现原理。与其他SAR GMTI处理方法相比较,使用DBF技术可以提升系统信噪比,有助于改善杂波抑制性能。通过仿真,验证了用DPCA技术处理基于DBF动目标回波的有效性。