改进的DPCA和ATI技术及其对比

通过改进合成孔径雷达(SAR)动目标检测(GMTI)的检测方法 DPCA及ATI,并对两种方法的效果进行了对比。DPCA处理步骤为:坐标配准、相位补偿、杂波对消、均值平滑和阈值检测,而ATI处理步骤为坐标配准、相位补偿、杂波对消/干涉、均值平滑和阈值检测,除了第三步有所差异外,其余步骤均一样。在此着重改进坐标配准与相位补偿,为提高配准与补偿的精度以提高动目标检测的准确率,并使用亚像素级的频域配准方法。实测数据证明,经改进后的DPCA和ATI检测效果均良好,即使是强度极弱的动目标也能够被检测到。经对比分析,ATI在动目标检测上有更优良的性能。创新地使用亚像素级的频域配准方法,且该算法为自动算法,对系统参数精度无要求。     

机载多通道雷达DPCA误差补偿及稳健的杂波抑制

 在实际的机载多通道雷达系统中,由于存在系统幅相误差和载机的非平稳运动,DPCA条件很难满足而导致杂波抑制性能下降.本文通过预滤波处理补偿了载机的运动误差,同时保证了运动目标信号的损失尽可能小,进而可以采用传统的自适应DPCA技术补偿系统的幅相误差.然而,当样本中存在强的运动目标时,自适应DPCA的权值估计偏差较大导致杂波抑制性能下降.针对该问题,从最大信噪比准则出发,提出了稳健的两通道自适应DPCA杂波抑制方法.在性能分析中,研究了预滤波对运动目标的影响,给出了预滤波后运动目标的相消曲线.最后通过实测数据和仿真目标实验,验证了本文方法的有效性.     

基于干涉图的星载MIMO-SAR动目标检测

受动目标径向速度影响,星载多输入多输出合成孔径雷达(MIMO SAR)等效通道回波模型中将引入周期误差信号的调制,进而导致动目标方位像存在“假峰”效应,其会增加动目标检测的虚警。基于ATI(along track interferometry)干涉图,提出一种星载MIMO SAR动目标检测方法。可在不补偿误差信号的前提下,先通过调节系统参数降低动目标“假峰”幅值,进而经干涉处理用杂波去弱化“假峰”干涉相位,最后利用ATI干涉图幅度和相位的联合处理实现动目标检测。数值试验验证了方法的有效性。      

一种基于双通道DPCA 的SAR-GMTI 杂波抑制方法

偏置相位中心天线技术(DPCA)作为空时自适应信号处理(STAP)技术的特殊形式,在合成孔径雷达地面动目标指示(SAR-GMTI)领域得到了广泛的应用。杂波抑制的能力直接决定了GMTI 的性能,传统的复图像域DPCA 技术对于地杂波抑制能力有限,特别是广泛分布着强散射静止地物的城市区域。该文利用干涉相位对DPCA幅度进行非线性加权,提出了一种加权DPCA 杂波抑制方法,该方法降低了通道间残差相位对DPCA 杂波抑制的影响。实验结果表明:该文方法在杂波抑制能力上优于传统DPCA 方法。      

存在严重通道误差情况下的SAR-GMTI方法分析

天线方向图不一致和天线相位中心间距误差等通道幅相误差会使传统多通道地面运动目标检测方法的杂波抑制性能下降,从而最终影响地面运动目标的检测性能.分析了空时自适应处理技术和相位中心偏置天线技术2种方法在较大通道误差情况下的性能,并介绍了一种二维自适应的通道误差校正方法.该误差校正方法是一种运算量小且性能较好的误差估计与补偿方法.通过实测数据验证了分析的正确性和方法的有效性.     

机载双通道SAR/DPCA误差分析

SAR/DPCA技术是一种简单实用的多通道SAR运动目标检测方法,实际应用中会受到各种误差因素的限制,其中影响算法性能最大的两类误差是载机速度误差和通道失衡。该文详细地分析了这两类误差因素对SAR/DPCA算法性能的影响,建立了误差分析模型,针对实际参数给出了误差分析的结果,并确定了一定误差条件下的系统可检测速度范围、盲速和最小可检测速度。     

抑制SAR图像中静止杂波背景检测慢速动目标

动目标的二次相位误差是方位向速度和距离向加速度作用的结果,导致信号的调频率改变.本文提出了一种抑制SAR图像中静止杂波背景检测慢速动目标的方法,它搜索动目标二次相位误差,汇聚动目标能量,同时利用包含正负对称二次相位误差的静止背景复图像模处处相等的规律,对消静止杂波背景,从而提高了检测动目标的性能.实测数据表明本算法有效.     

旋转目标在三孔径InSAR中的幅相特性

该文首先建立了旋转目标的时频模型、多普勒模型;然后利用旋转目标的多普勒特点分析其SAR成像特点;最后分析了三孔径InSAR中偏置相位中心天线(DPCA:Displaced Phase Centre Antenna)杂波对消以及沿迹干涉(ATI:Along-Track Interferometry)的物理意义,得到了三孔径干涉对消处理后旋转目标的幅度、相位特性.这种分析方法比以往斜距近似分析更简单直观,并且仿真实验验证了结论的正确性,并且分析了其相位缠绕可能造成的动目标检测误差.为研究微运动目标在多通道SAR中的成像特性研究提供了初步的参考,证明了微动类型干扰对SAR动目标检测也能够形成不利影响.     

机载SAR加权ATI地面慢速运动目标检测方法

对ATI技术进行改进,提出了一种机栽双通道SAR加权ATI地面慢速运动目标检测方法。该方法将DPCA技术和ATI技术的优点结合起来,利用DPCA技术得到加权值对ATI干涉结果进行加权处理,提出了一种新的动目标检测方法。计算机仿真结果表明,该改进方法与ATI方法相比能够有效减少虚假目标的数目,并能够检测到弱目标;与DPCA方法相比,它能够检测到DPCA方法由于对消过大而无法检测到的速度更慢的目标。     

基于信号子空间处理的DPCA运动误差校正方法

在机载SAR/GMTI应用中,雷达平台运动误差常使得偏置相位中心天线(DPCA)失效,限制其实际应用。文中推导并仿真了运动误差引起DPCA杂波抑制性能下降的情况,提出基于信号子空间处理的解决方法,对β失效、偏航和俯仰姿态误差以及位置误差等多种情况分别进行了分析和误差校正。仿真结果表明,该方法可使DPCA对运动误差的敏感度下降,从而提高杂波抑制性能,扩大DPCA的适用范围,具有一定的工程参考价值。     

双通道沿迹干涉SAR地面动目标检测

该文深入研究了双通道沿迹干涉(Along-Track Interferometry, ATI )SAR的机理,给出了运用该机理在静止目标去线性调频后的频域内进行动目标检测的方法。文中详细描述了该方法的检测过程,分析了杂波、噪声以及目标速度对检测性能的影响, 最后给出了计算机仿真结果。分析及仿真结果表明, 与同常规方法相比,该方法对可检测运动目标信杂比的要求降低,对于淹没在主瓣杂波谱内的动目标以及在主瓣杂波谱外的动目标能够同时检测;同时,在频域检测计算量下降。     

An improved SAR-GMTI method based on eigen-decomposition of the sample covariance matrix

An improved two-channel Synthetic Aperture Radar Ground Moving Target Indication (SAR-GMTI) method based on eigen-decomposition of the covariance matrix is investigated. Based on the joint Probability Density Function (PDF) of the Along-Track Interferometric (ATI) phase and the similarity between the two SAR complex images, a novel ellipse detector is presented and is applied to the indication of ground moving targets. We derive its statistics and analyze the performance of detection process in detail. Compared with the approach using the ATI phase, the ellipse detector has a better performance of detection in homogenous clutter. Numerical experiments on simulated data are presented to validate the improved performance of the ellipse detector with respect to the ATI phase approach. Finally, the detection capability of the proposed method is demonstrated by measured SAR data.     

基于ATI技术和Radon变换的振动目标微多普勒提取

 针对地杂波背景下地面振动目标的时变微多普勒特征提取问题,提出了一种基于距离向压缩数据域双通道ATI干涉和Radon变换的提取方法.ATI相位对消用于抑制地杂波,获取振动目标的干涉信号,其在距离向压缩数据域呈现为沿方位向的直线;Radon变换则用于检测这些微弱直线分量,并确定它们所在的距离单元.详细推导了目标沿不同方向振动引入的微多普勒参数化表达式.与单通道模式相比,该方法无需补偿雷达平动引起的多普勒频移,且可有效检测沿方位向振动的目标,其微多普勒谱的显著特征是呈非周期性变化.数值仿真验证了该方法的正确性和有效性.     

多通道MTI系统的幅相均衡技术

多通道接收技术在大测绘带、高分辨率SAR、GMTI、InSAR、多波段及多极化SAR中获得了广泛应用。在地面动目标检测时,由于多通道GMTI的最小可检测速度（MDV）要比单通道的MDV小,因此多通道GMTI是人们推崇的方案,但对多通道GMTI而言,必须解决多通道接收宽带信号系统的通道均衡问题,否则会降低系统的杂波抑制性能。针对这一问题,给出了一种适用于多通道接收GMTI系统通道校正的实现框图和基于FFT的校正方法,通过对三通道接收GMTI系统实测数据的处理,验证了该方法的有效性。     

收发异源FMCW太赫兹系统误差分析

近年来,随着太赫兹器件研究不断取得进展,对太赫兹收发前端的研究逐渐增多。随着工作频率的增加,以及带宽的增大,由器件非理想性能带来的误差成为影响太赫兹系统性能的重要因素。基于一个采用二级混频设计的收发异源调频连续波太赫兹系统,研究分析了时钟同步误差、调频非线性误差以及IQ不平衡问题所带来的误差。通过对3种误差的建模分析,为后续对误差进行消除和补偿提供了良好的理论基础。     

频率步进雷达接收系统设计及幅相不平衡校正

设计了频率步进雷达混频、采样电路和数据处理单元,完成对I／Q通道信号的数据处理。由于电路参数存在偏差,导致I／Q通道幅相不平衡,影响雷达的距离像。在数据处理部分,通过分析误差,校正误差,可以达到抑制镜像的目的,并改善雷达的性能。     

利用目标模拟器评估SAR性能的方法

介绍了一种利用目标模拟器评估合成孔径雷达（SAR）性能的方法。目标模拟器可以根据输入的基带I、Q数据生成所需波形，上变频到射频（RF）频段模拟产生SAR雷达回波信号进入雷达接收机。雷达发射通道和接收通道在信号频带内的幅度不平坦度和相位非线性均会使信号偏离理想情况，产生幅度和相位误差，会造成雷达的脉压性能变差，最终结果表现为图像质量退化。