94GHz机载合成孔径雷达的遥感技术

低频雷达和红外系统应用毫米波遥感技术有许多优点，与红外相比，毫米波的最主要优点是可全天候工作。对微波雷达而言，采用毫米波技术就同和海面设备做的小巧。高分辨合成孔径雷达成像应有和毫米波频率就有非常好的分辨力。与许多典型的雷达率相比，毫米波提供的优点就在于ＳＡＲ信号处理，这是因为给定了天线孔径就有较高的主分辨力，而像距离转移或聚集深度这些会引起成像失真的因素就可忽略不计，此外，分辨力一定，其固有的小的     

基于预失真编码激励与最小方差波束形成的超声成像算法

为了提高医学超声成像的轴向分辨力,文中提出一种基于预失真编码激励与改进最小方差自适应波束相结合的成像方法。该方法一方面对编码激励信号进行预失真和旁瓣抑制处理,补偿探头对信号的影响,提高发射端的分辨率与成像对比度;另一方面对接收数据采用改进的最小方差波束形成,有效提高了医学超声成像过程中的分辨率并改善自适应算法的鲁棒性。仿真结果表明,相对于恒包络信号与传统的延时叠加波束形成算法,文中算法从信号源和接收数据两方面提高了成像的对比度和分辨力,为实现高质量的超声成像系统提供了理论依据。     

极化有源雷达校准器的幅相失真分析及修正

极化有源雷达校准器（Polarimetric Active Radar Calibrator,PARC）可用于宽带高分辨雷达的定标,以使高分辨成像技术能准确刻画雷达目标的细微特征,但其作为有源器件会引入额外失真从而影响系统失真补偿。本文基于成对回波理论及频域失真补偿原理,通过将频域补偿转换为时域滤波,提出截取滤波器系数的方法以修正PARC失真。实测数据结果表明了理论分析和提出的修正方法的正确性,修正后的PARC可近似理想地补偿系统失真。     

运动误差对太赫兹圆迹SAR成像质量影响分析

太赫兹圆迹合成孔径雷达(SAR)结合了太赫兹波和圆迹SAR技术,比传统的直线SAR具有更高的成像分辨力,在雷达领域拥有广阔的应用前景。雷达实际运动中存在的运动误差将导致成像聚焦差、旁瓣升高和分辨力下降,是影响雷达成像质量的重要因素,在太赫兹圆迹SAR中,雷达的成像质量受运动误差的影响是各个方位向的运动误差共同作用的。为了分析运动补偿时所需达到的精确度,建立了太赫兹圆迹SAR的运动误差模型,定量分析了运动误差存在时目标的峰值下降系数,并根据峰值下降系数分析了运动误差对成像质量的影响,包括分辨力、峰值旁瓣比(PSLR)和积分旁瓣比(ISLR)的变化,同时通过仿真验证了分析的正确性。     

宽带雷达系统失真补偿信号的提取方法

系统失真将导致雷达距离像的展宽，并产生距离旁瓣。文中通过对实际ISAR试验雷达进行建模，对引起信号失真的机理进行了分析、研究，提出了补偿的方法，并对补偿方法进行了理论分析和仿真，针对实际的雷达系统，给出基于严格的脉冲压缩的系统失真补偿信号的提取方法，理论仿真和实际的雷达系统外场成像试验均验证了其正确性。     

宽带逆合成孔径雷达高分辨成像技术综述

当前,国内外逆合成孔径雷达(ISAR)系统均朝着高载频、大带宽、多极化、分布式、网络化的方向发展,并牵引ISAR成像技术的发展和进步。从ISAR图像的角度来看,ISAR成像的发展变化主要可归纳为精细化成像以提升成像质量和多维度成像以丰富成像信息两个方面。该文首先从雷达回波脉冲压缩、雷达系统失真校正、目标高速运动补偿、距离向自聚焦、平动补偿、转动补偿、图像重构、图像后处理等方面综述雷达精细化成像方法,然后从极化、多频带融合、多站多视角成像、三维成像等方面综述雷达成像维度的扩展,最后从成像建模、复杂场景精细成像、实时成像、成像评价与图像应用等4个方面进行展望分析。      

ISAR 系统相位失真的一种校正方法

(ISAR)主要应用于雷达静止不动而目标运动的场景,能够获得高分辨的二维图像。ISAR 系统比较 大的幅相失真会造成散焦等情况,从而使成像模糊,因此有必要对系统的幅相失真进行补偿以提高成像质量。文中给出某ISAR系统相位失真的一种实际校正办法。该系统带内相位原来800度左右的起伏,跟踪空间站时距离门内主副瓣比≤20 dB,经过该方法校正后带内相位达到≤5毅的水平,距离门内主副瓣比达到≤28 dB 的水平。     

基于幅度加权的预失真线性调频超声编码激励

为了提高医学超声成像的轴向分辨力和确保对比度,该文提出一种基于幅度加权的预失真线性调频编码新方法.该方法将线性调频发射信号幅度加权技术和回波信号旁瓣抑制技术相结合,一方面补偿超声探头对发射信号的影响,使得回波信号的带宽不局限于探头,提高轴向分辨力;另一方面消除发射信号幅频特性的菲涅耳波纹,提高发射信号的带宽并采用失配滤波器进行脉冲压缩,实现旁瓣抑制,确保成像对比度.仿真结果表明:相对恒包络线性调频编码,预失真线性调频编码方法不仅提高了轴向分辨力,而且最大旁瓣幅度减小至-48 dB以下,满足医学成像对比度要求.FieldII仿真B超图像结果表明:恒包络线性调频和预失真线性调频编码方法的轴向分辨力分别是0.35 mm和0.25 mm.     

新一代厘米——分米波射电日像仪系统延时校准方法研究

射电日像仪是采用综合孔径方法成像,具有高时间、高空间和高频率分辨率的太阳专用射电望远镜.为了使信号相关值准确,需要精确测量系统的延时,在太阳成像相关前扣除,消除消调函数对可见度函数值的影响.同时延时的测量精度影响数字补偿精度、图像信噪比等信息,是其成像质量的关键,也是超宽频带和高时间分辨率情况下研制和实施的难点.本文研究了应用于我国在建的厘米——分米波射电日像仪,以太阳为校准源,闭合差方法得到系统延时差,并通过试验验证,得到优于1ns补偿精度.     

匹配滤波和去斜率脉压方法性能分析与比较

匹配滤波与去斜率脉压是宽带成像雷达常用的两种处理方法,理论上具有同样的距离分辨率,但在实际应用中由于调频非线性、幅相失真和混频器噪声等非理想因素的影响,两者性能存在差异。本文首先介绍了两种方法的原理,提出了对非理想因素导致的系统失真进行周期性分量和非周期性分量的分解方法,仿真结果表明匹配滤波方法在旁瓣抑制、距离分辨率和信噪比等性能上都优于去斜率脉压方法,通过数字滤波对幅相失真进行补偿后,可进一步提高匹配滤波脉压方法的性能,最后通过实测数据验证了分析方法及结论的正确性。本文结论可用于指导宽带成像雷达系统设计。      

步进频率雷达基于二次速度估计的高分辨距离像成像算法

随着雷达成像技术日新月异的发展,高分辨率距离像在其中所占据的地位越来越高。本文首先推导了步进频率雷达高分辨距离像的成像原理,然后在分析影响步进频率雷达高分辨距离像成像质量的两个主要因素后,采用两次速度估计的方法解决了步进频率雷达在成像时的速度补偿问题,即先进行快速傅里叶变化获得估计范围再利用脉组求和准则进行精确速度估计。同时根据实际雷达系统的测试结果的特点,使用相位解卷绕方法完成成像前相位误差的校正。最后利用试飞院提供的雷达实测数据和仿真实验论证了该步进频率雷达高分辨距离像成像算法的可行性与正确性。      

Microwave imaging of aircraft

Three methods of imaging aircraft from the ground with microwave radar with quality suitable for aircraft target recognition are described. The imaging methods are based on a self-calibration procedure called adaptive beamforming that compensates for the severe geometric distortion inherent in any imaging system that is large enough to achieve the high angular resolution necessary for two-dimensional target imaging. The signal processing algorithm is described and X-band (3-cm)-wavelength experiments demonstrate its success on commercial aircraft flying into Philadelphia International Airport.<>     

时分MIMO滑坡雷达稀疏成像算法

针对现用于成像的MIMO山体滑坡雷达均匀线性阵列数目过多、数据处理复杂度高的问题，引入稀疏阵列时分地基MIMO雷达模型，提出一种基于逆傅里叶变换和混合匹配追踪算法的成像方法。首先通过对雷达回波信号作逆傅里叶变换实现距离向压缩，并进行近似相位补偿，然后采用一种基于时延补偿因子稀疏基的压缩感知算法实现方位向压缩。同时针对多目标成像的伪影点问题，方位向数据压缩引入子空间追踪算法和正交匹配追踪算法的结合算法重构出高分辨率且没有伪影的二维图像。根据真实的山体滑坡监测成像场景参数，通过数值仿真验证了该方法能够在低于传统均匀阵列的天线数目情况下实现目标高质量成像，且具有一定的抗噪性。     

基于微波光子倍频与去斜接收的宽带阵列雷达 （特邀）

微波光子雷达利用光子学方法实现雷达信号的产生与处理,具有突出的宽带工作能力,能显著提升雷达距离分辨率。为了提升雷达角度分辨能力并实现灵活波束控制,将微波光子雷达技术与阵列技术相结合是必然的发展趋势。目前研究较多的宽带阵列雷达采用光真延时技术克服宽带波束倾斜问题,通常面临复杂度高、灵活性差、延时精度有限等问题。近年来,基于微波光子倍频与去斜接收的宽带雷达收发架构得到了广泛关注,基于此技术构建的阵列雷达,在实现宽带工作的同时具备实时数字补偿与处理功能,为宽带阵列雷达的发展提供了新的思路。文中针对作者在此方面的最新研究进展进行了综述,在阐明基于微波光子倍频与去斜接收实现宽带雷达收发机理的基础上,介绍了构建宽带相控阵雷达的方法以及实现数字波束扫描与成像的性能。然后,将阵列形式扩展至多输入多输出（MIMO）形式,介绍了基于光波分复用技术实现宽带微波光子MIMO雷达的方法,并分析了微波光子MIMO雷达在目标探测与成像方面的性能。     

宽带数字波束形成雷达的高精度延时补偿新方法

采用宽带信号的相控阵雷达可获得很高的距离分辨率,将广泛用于下一代多功能雷达系统中。传统窄带相控阵体制很难解决宽带相控阵雷达的空间色散和孔径渡越问题,尤其在宽带相控阵雷达做宽角扫描时,必须在阵元或子阵间使用精确的时延补偿。文中提出了一种实现高精度宽带相控阵延时补偿的新方法。该方法采用一种有效的可变分数延时滤波器新结构,即泰勒结构。该结构相对于传统的Farrow结构的主要优点是减少了乘法器和加法器的数量,降低了可变延时滤波器系数的计算难度。试验证明,新的方法能实现精确的宽带波束扫描,可应用于接收和发射数字波束形成的工程实现。     

超宽带时域近距离高分辨ISAR成像

近距离目标超高分辨率微波成像技术在安全检测、非破坏性控制、生物医学等领域中有着非常重要的应用价值和广阔的应用前景。该文利用基于窄脉冲形式的超宽带时域雷达系统研究近距离目标的高分辨率ISAR成像,给出了仿真和实测结果。利用转台旋转目标,基于超宽带脉冲源和超宽带收发天线以及高性能取样示波器,配以同步触发脉冲和自行研发的数据采集软件,搭建了该时域雷达实验系统,提出了准确获取目标回波信息的实验条件,和实现回波延时精确校正的误差补偿方法。并针对采样时间窗内的杂波干扰,讨论了时域后向投影算法(Back Projection,BP)与背景对消技术相结合的成像算法,实现了分辨率为8 mm的近距离目标的成像,准确地反映了目标的位置、形状和大小等信息。     

一种新体制的高分辨成像雷达试验研究

介绍了一种新体制宽带高分辨成像雷达一多部宽带高功率行波管子阵馈电、延时ISAR试验系统，重点介绍了系统设计特点，试验原理、方法、给出外场试验结果。分析了宽带信号时频转换处理法、I、Q通道1 GHz采样匹配滤波法系统失真补偿。经过外场试验，两种方法均能实现距离分辨优于0．3m，可给出较为满意的民航飞机二维像。     

A novel range alignment method for ISAR based on linear T/R array model

In inverse synthetic aperture radar (ISAR) imaging, translation compensation should be done before range-Doppler imaging process, and range alignment is the first step for translation compensation. In order to remove the limitation of integer range bin and align the echoes precisely for ISAR range alignment, combining with the advantage of array signal processing at fractional unit delay compensation, we propose a novel range alignment method based on linear transmitting/receiving (T/R) array. Firstly the ISAR imaging system is modeled as a linear T/R array. Then based on the snapshot imaging model of linear T/R array, range alignment is accomplished by wave path difference compensation which is transformed into the phase difference compensation in frequency domain between adjacent array elements. The phase difference compensation consists of integer range bin alignment and decimal time delay compensation which is implemented by the phase rotation’s estimation and compensation in frequency domain. Finally, the results of simulation data and real radar data are provided to demonstrate the effectiveness of the proposed method.