基于图像域均衡的逆合成孔径 雷达多普勒质心跟踪法

相位校正严重影响了逆合成孔径雷达(ISAR)图像的聚焦和成像质量,其中多普勒质心跟踪(DCT)法因具备明确的算法原理和适中的计算量,成为一种广泛应用的相位校正方法.但是,当目标存在强散射点时,DCT法的效果往往不佳.在分析和比较现有方法的基础上,本文提出采用图像域均衡处理来改进DCT法.新方法通过简单的均衡和反馈环节,能够显著降低强散射点的影响,并提高DCT法的稳健性和成像质量.最后,和多类目标实测数据的成像结果证明了新方法的有效性.     

一种合成孔径雷达参数化自聚焦的新方法

当合成孔径雷达(SAR)成像场景的低对比度下降时,现有SAR自聚焦方法的性能通常会随之下降甚至失效,并且由于缺乏“背景”的数学模型,自聚焦参数估计的极限性能通常是不能解析表达的。本文基于时成像场景中散射成分的分析,将SAR在短相干处理间隔中的慢变时间信号分解为目标、杂波和噪声三类独立的散射成分,得到了SAR慢变时间信号的一种参数化的统计模型。与现有的通过强散射成分的参数反演实现自聚焦的方法不同,本文通过估计模型杂波成分实现自聚焦,因此新方法尤其适用于低时比度场景。本文还推导了新方法的内在精度限制,以确定其在实际应用中的参数选择。最后,实际的SAR自聚焦结果证明了本文提出的新模型和新方法的有效性。     

雷达

TN95 00021468频率分集技术对宽带毫米波雷达目标角闪烁的抑制/孙文峰,何松华,赵宏钟(国防科技大学)11现代雷达一1 999,21(2)一12一5,27角闪烁误差是影响毫米波导引头末制导阶段雷达跟踪精度的主要因素,必须对其进行抑制.频率分集技术抑制目标角闪烁的有效性,取决于去除脉间相关性的性能,即要求雷达发射信号必须有较大的频率间隔,宽带毫米波雷达正好满足了这一常规微波雷达不能满足的要求.文中将复杂目标后向散射回波近似为目标上若干强散射中心回波的合成,结合几何光学法得到了某种飞机目标的确定性模型,并用该模型评定频率分集对角闪烁抑…     

ISAR机动目标的平动补偿和瞬时成像研究

机动目标成像近年来受到广泛注意.本文首先讨论平动补偿,它通常可以分解为两步进行──包络对齐和自聚焦,分析表明,针对平稳目标的包络对齐方法仍然适用于机动目标,而根据相干积累原理,已有的自聚焦方法从理论上和实际上都不是最优的,我们提出适用于机动目标和平稳目标的迭代相干积累自聚焦(ICSA)算法,PGA(相位梯度算法)是ICSA算法的一个特例; 然后,本文讨论机动目标的瞬时成像,它实际上是一个瞬时谱估计问题,已有的一些瞬时成像方法只适用于散射点子回波为线性调频信号(多普勒分布为直线).针对时频分布为非直线的情况,我们提出用自适应窗短时chirplet分解方法估计信号的瞬时频率和瞬时幅度,并结合"洁净"技术,提出了快速自适应窗短时chirplet分解成像(ACDI)算法.实测数据的处理表明本文提出ICSA算法和ACDI算法是有效的.     

激光二极管的自聚焦透镜耦合理论与设计

分析了自聚焦透镜对激光二极管(LD)远离透镜主轴的大发散角光束的耦合公式,利用光线追迹法得到了用自聚焦透镜耦合时自聚焦透镜各个参数对耦合结果的影响,从而得到了获得较小聚焦光斑时的自聚焦透镜的最佳参数及在测量面上的相对输出光强分布。为利用自聚焦透镜耦合大发散角的激光二极管光束提供了参考依据。     

宽带雷达ISAR成像相位补偿新方法(英文)

为了消除目标强散射中心的转动相位分量对传统多普勒中心跟踪(DCT)相位补偿方法性能的影响,该文提出了一种新的相位补偿方法。该方法通过分析得出中频直接采样回波信号脉间相参的特点,并利用相参性改进 DCT相位补偿方法对平动相位分量估计的精度,从而提高相位补偿效果,改善ISAR成像的质量。相对于MDCT法,该方法能够达到更好的相位补偿效果。实测数据验证了该方法是一种可行、高效的相位补偿方法。     

频率分集技术对宽带毫米波雷达目标角闪烁的抑制

角闪烁误差是影响毫米波导引头末制导阶段雷达跟踪精度的主要因素,对其进行抑制。频率分集技术抑制目标角闪烁的有效必一步取决于去除脉间相关性的性能,即要求雷达发射信号必须有较大的频率间隔,宽带毫米波雷达正好满足了这一常规微波雷达不能满足的要求,本文将复杂目标后向散射回波近似为若干强散射中心回波的合成,结合几何光学法得到了某种飞机目标的确定性模型,并用该模型评定发集对角闪烁抑制改善性能。所有结论及分析都是     

一种SAR运动目标的自聚焦算法

基于SAR成像中散射点模型的参数估计,提出了一种适用于经过距离走动校正之后,在方位向上仍存在两次及两次以上相位误差的动目标的自聚焦算法.该方法在方位数据域上结合离散多项式相位变换(DPT)方法和最小二乘估计法估计相位误差,用CLEAN算法估计散射点参数,并通过交替迭代运算,可以较少的距离单元实现较为精确的误差补偿,因而运算量小.经过实测数据验证,该算法获得了理想的自聚焦.     

基于ISAR的曲线SAR自聚焦算法

在曲线合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)系统中,由于采用曲线孔径使得孔径误差补偿问题十分复杂.本文基于逆合成孔径雷达(inverse SAR,ISAR)相位补偿思想,用参考点所在距离单元相位补偿孔径误差,并由补偿数据中提取散射点的三维特征.仿真实验表明,新算法由无噪数据中获得的散射点分布与散射点真实分布只是存在着空间位置上的偏移,但目标结构特征未变.因此新算法是一种适用于曲线SAR的有效自聚焦算法.     

ISAR成像的相参多普勒质心跟踪相位补偿方法

目标强散射中心的转动相位分量对传统多普勒质心跟踪（DCT）相位补偿方法性能具有较大的影响。本文通过分析得出STRETCH处理得到的目标回波初相不具备相参性,而中频直接采样回波信号脉间具备相参的特点,并提出相参多普勒质心跟踪相位补偿（CDCT）方法。该方法在DCT方法的基础上,利用中频直接采样得到的目标回波的脉间相参性提高平动相位分量估计的精度,从而提高相位补偿效果,改善ISAR成像的质量。相对于MDCT法,本文能够达到更好的相位补偿效果。实测数据验证了本文方法的有效性。      

双基地ISAR成像分析

在建立远场条件下双基地ISAR转台模型的基础上,阐述了双基地ISAR的成像原理。针对双基地ISAR系统中相对转角计算复杂的问题,给出了一种利用合多普勒带宽计算双基地ISAR方位分辨率的方法。详细分析了双基地ISAR系统的收、发分置结构对目标成像的影响,针对双基地ISAR系统中机动目标多普勒频率信息的时变特性,将基于时频分析技术的距离-瞬时多普勒成像算法引入双基地ISAR目标像的重建过程中。最后,仿真实验验证了算法的有效性。     

基于GAN的ISAR图像语义分割方法

逆合成孔径雷达（ISAR）成像技术能够对空间目标进行远距离成像,刻画目标的外形、结构和尺寸等信息。ISAR图像语义分割能够获取目标的感兴趣区域,是ISAR图像解译的重要技术支撑,具有非常重要的研究价值。由于ISAR图像表征性较差,图像中散射点的不连续和强散射点存在的旁瓣效应使得人工精准标注十分困难,基于交叉熵损失的传统深度学习语义分割方法在语义标注不精准情况下无法保证分割性能的稳健。针对这一问题,提出了一种基于生成对抗网络（GAN）的ISAR图像语义分割方法,采用对抗学习思想学习ISAR图像分布到其语义分割图像分布的映射关系,同时通过构建分割图像的局部信息和全局信息来保证语义分割的精度。基于仿真卫星目标ISAR图像数据集的实验结果证明,本文方法能够取得较好的语义分割结果,且在语义标注不够精准的情况下模型更稳健。     

Three-dimensional interferometric ISAR imaging for targetscattering diagnosis and modeling

Two-dimensional (2-D) inverse synthetic aperture radar (ISAR) imaging has been widely used in target scattering diagnosis, modeling and target identification. A major shortcoming is that a 2-D ISAR image cannot provide information on the relative altitude of each scattering center on the target. In this paper, we present an interferometric inverse synthetic aperture radar (IF-ISAR) image processing technique for three-dimensional (3-D) target altitude image formation. The 2-D ISAR images are obtained from the signature data acquired as a function of frequency and azimuthal angle. A 3-D IF-ISAR altitude image can then be derived from two 2-D images reconstructed from the measurements by antennas at different altitudes. 3-D altitude image formation examples from both indoor and outdoor test range data are demonstrated on complex radar targets.     

基于DCT的雷达距离像谱分析

离散余弦变换是分析图像信号的有效工具。应用航天部二院提供的ISAR外场实测数据,做出Yak 42飞机回波的一维距离像,采用离散余弦变换分析了高分辨雷达距离像的频谱特性。并与离散傅里叶变换进行了比较和分析。用Matlab对结果进行仿真,结果表明用DCT是分析和处理雷达信号的一种有效方法。     

空间目标散射结构极化旋转域辨识

极化逆合成孔径雷达(ISAR)具备全极化测量和高分辨成像能力,已成为空间态势感知的重要传感器。作为典型的人造目标,空间目标散射特性敏感于目标姿态和雷达视线方向的相对夹角。这种散射多样性给极化ISAR数据解译带来困难,也蕴藏着丰富的极化散射信息。为提高空间目标散射结构辨识性能,该文深入挖掘绕雷达视线的极化旋转域信息,提出一种空间目标散射结构极化旋转域辨识方法,共包含3个步骤。首先,对极化ISAR数据开展绕雷达视线的极化旋转域分析,导出极化相关方向图特征。其次,分析基本散射体的极化相关方向图特性,构造极化特征编码矢量。最后,基于极化特征编码矢量距离度量实现散射结构极化辨识。围绕太阳能帆板、反射面天线等空间目标典型部件开展仿真实验研究,所提方法相较于传统的Cameron分解方法性能更优,鲁棒性更高。     

干涉ISAR三维成像试验研究

阐述了干涉式逆合成孔径雷达(ISAR)三维成像的基本原理,与传统的ISAR二维成像方法的性能进行了比较.结合实际的宽带雷达平台,介绍了试验验证的基本方法,并通过静态双散射点和过航飞机等目标的实际跟踪试验,获取了目标回波信号的和、方位差和俯仰差三通道宽带数据,给出了干涉ISAR三维成像的算法流程.采用干涉ISAR三维成像的算法对实际测量数据进行了处理,得到了各类目标的成像结果,对成像效果进行了分析和评估,提出了工程应用的建议.     

短脉冲非相参雷达的逆合成孔径成像及其稀疏恢复成像技术

短脉冲非相参雷达(NCSP)的辐射源输出微波脉冲持续时间短,针对于高速运动目标而言,其脉冲持续时间内的目标运动可忽略不计,对回波信号不需进行专门的脉冲内运动补偿。为了利用短脉冲非相参雷达信号进行逆合成孔径雷达成像,该文应用补偿相参处理的方法,去除辐射信号包络时间不确定性和初始相位的不确定性影响,在常规方法进行包络对齐和初相补偿后可利用距离-多普勒(RD)方法进行逆合成孔径雷达成像,仿真验证了补偿后信号成像的可行性。然而,短脉冲非相参雷达的载频随机抖动的因素会导致距离-多普勒成像结果在多普勒维度产生随机调制的旁瓣,影响成像的质量。利用稀疏恢复技术,在成像空间中对目标的散射中心进行稀疏重构,利用正交匹配追踪(OMP)算法和稀疏贝叶斯学习(SBL)算法进行成像,从而实现了抑制非相参因素引起的成像旁瓣,改进了成像质量,通过仿真验证了方法可行性。     

逆合成孔径雷达图像仿真研究

实现了从目标建模、散射计算到雷达图像仿真的全过程.首先使用AutoCAD软件对目标建模并进行三角面元离散,采用反方向光学射线追踪技术进行消隐,以物理光学近似理论计算目标的后向散射,最后利用逆合成孔径雷达成像方法得到了目标的雷达仿真图像.球体的计算结果验证了物理光学的正确性,坦克和飞机模型的仿真成像结果与实验结果和CAD模型的对比进一步证实了目标仿真成像系统的有效性.