机载对海多目标ISAR成像系统设计

机载对海逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)能够对海面大中型舰船进行二维成像,图像信息为识别提供了更有利的依据.根据ISAR系统的工作原理,首先分析了对海多目标ISAR面临的关键问题;然后提出了空间、时间两维分割的处理方案,以解决不同海况下海面多目标成像分辨率的问...     

基于三维目标的ISAR成像中的加窗问题研究

针对窗函数在应用中存在的泄露问题,探讨了三维目标逆合成孔径雷达成像中的加窗问题,以提高多目标分辨能力,获取高精度的成像效果。     

利用时间-调频率分布特性的复杂运动目标ISAR成像研究

针对海面舰船目标的复杂运动所引起的调频率的变化并导致方位聚焦质量下降的问题,提出了一种新的基于TC-DechirpClean(时间-调频率平面的解调频Clean搜索方法)的瞬时成像方法,在方位信号的时间-调频率平面内,利用信号散射点调频率变化率的一维搜索方法得到信号的调频率的变化率和调频率值,同时,在补偿高次相位后做FFT变换,根据幅度最大的位置来确定信号的中心频率和幅度信息,重构有用的回波信号,最终对目标进行ISAR成像．实测数据成像结果证明了该方法能有效地解决调频率的变化所造成的方位聚焦质量下降的问题．     

高速运动自旋目标的ISAR成像建模与分析

针对目标兼有高速运动和自旋特征时的逆合成孔径雷达（ISAR）成像问题,主要研究了该类目标的ISAR成像方法。依据高速运动自旋目标的运动特点,建立了其ISAR回波模型,并在回波模型分析的基础上提出了该类目标的ISAR成像投影像概念及计算方法。仿真实验同时验证高速运动自旋目标ISAR投影像计算方法和ISAR成像处理算法的有效性。     

基于拉伸信号的ISAR成像运动补偿新方法

在逆合成孔径雷达成像的拉伸信号处理方法中,采用辅助的常载频脉冲信号对目标实时测距,以确定本振信号的延时量,研究利用常载频窄脉冲信号通过时频分析精确估计出目标的运动参数,并对回波信号进行补偿,使之在形成一维距离像的同时完成包络对齐和聚集处理,对该方法的仿真结果表明,该方法是可行的。     

一种基于FrFT的ISAR多目标成像方法

针对逆合成孔径雷达（IsAR）同一波束内多个运动目标在距离上重叠时的成像问题,提出了一种基于分数阶傅里叶变换（FrFT）的ISAR多目标成像新算法．首先建立多目标回波模型,通过分析各目标平动多普勒历程差异,得出各目标回波在同一距离门内均可近似为一组线性调频信号的结论．然后结合FrFT和Clean思想（FrFT-Clean）对多目标回波信号中各个目标的回波分量进行分离,最后用常规算法对各个单目标分别进行成像．仿真结果验证了该方法的有效性．     

具有三维转动目标的逆合成孔径雷达成像算法

传统的ＩＳＡＲ距离－多普勒法成像基于匀速运动的目标模型。当飞机目标作机动飞行时，转速和转轴经常是时变的，若用传统方法成像，会使图像模糊，甚至无法辨识。文中提出了距离－瞬时多普勒成像的概念和方法，它可对一般机动飞行目标成像，实测数据成像结果表明该文的方法是可行的。     

逆合成孔径雷达成像的机动目标平均补偿

逆合成孔径雷达成像中平动补偿可以分为两步进行,即平动粗补偿（包络对齐）和平动精补偿（自聚焦）。经过多年的研究,包络对齐和自聚焦都有一系列算法,但是,这些算法的提出和分析都是基于目标平稳飞行的。随着对机动目标瞬时成像研究的深入,表明当不发生距离走动的情况下,平稳飞行的包络对齐方法完全适用于机动飞行,但大部分自聚焦方法对机动飞行目标不再有效,为此提出一种基于相干积累的适用于机动目标的自聚焦方法,仿真和实测数据的处理表明该方法是有效的。     

一种统计RELAX方法的ISAR成像研究

针对在传统超分辨ISAR成像中仅依靠能量判断距离单元中的散射点数目可能会引起虚假点或散射点漏检的问题,提出了一种统计RELAX超分辨ISAR成像方法,该方法充分将目标所处环境的背景噪声与杂波的统计信息用于散射点的提取中,按照期望的虚警率设置检测门限,对所有的距离单元的回波信号进行高斯性检测, 确定存在散射点的距离单元, 最后利用统计RELAX超分辨技术进行散射点的提取并最终成像．实测数据的处理结果验证了该方法的虚假点远少于传统方法, 并且可充分表现目标的几何细节特征．     

基于非局部均值的最优极化舰船检测算法

极化合成孔径雷达数据蕴含了丰富的极化信息,目前已经被应用到海上舰船检测研究。针对现有算法检测过程中存在虚警、漏警和目标分裂等问题,采用非局部均值结合最优极化检测,提出了一种新的极化SAR舰船检测方法。该方法首先采用非局部均值对极化SAR图像进行相干斑抑制;然后提取最优极化特征图,进而分析其统计分布并应用双参数恒虚警检测算法完成极化SAR舰船检测;最后通过Radarsat 2全极化数据对提出算法进行验证。实验结果表明,文章算法能有效抑制相干斑后检测出海上舰船。     

New ISAR imaging interval selection method for ship targets on the sea

Ship targets on the sea swing because of the sea wave, which leads to instability of the rotation speed and variation of the image project plane. As a result, imaging interval selection should be taken into consideration in order to obtain a high quality ISAR image. In this paper, firstly, the relationship between effective rotating speed and image project plane is analyzed in detail, by which the conclusion that the image project plane is stable and the resolution of the ISAR image is best when the valid speed of rotation of a ship target is highest is drawn. Then a new method to select favorable imaging interval based on the rotation speed of ship targets is proposed. In comparison with existing methods, the proposed one can select a better period for ISAR imaging, which leads to an imaging result with higher quality. The effectiveness of the proposed method is verified by simulation and real data processing result.     

Three-dimensional bistatic interferometric ISAR imaging

An approach based on interferometry technique is proposed for three-dimensional( 3D) bistatic inverse synthetic aperture radar( ISAR) imaging. It is converted to a monostatic problem by using the theory that a bistatic radar equals a monostatic radar located on the bisector of bistatic angle. Then,interferometric phases extracted from a pair of cross shaped antennas are used to estimate the height and associated rotational velocity.Finally,numerical simulations are provided to evaluate this method.     

一种稀疏孔径逆合成孔径雷达成像算法

针对逆合成孔径雷达成像在稀疏孔径条件下存在方位向分辨率低、易受噪声干扰等问题,利用目标二维分布的稀疏性将成像问题转换为多测量向量模型下稀疏信号的重构问题,采用零范数最小均方法并行处理以提高运行效率,使用最优步长公式代替固定步长以避免步长设置不当对收敛速度和性能的影响,并利用平滑零范数法逼近零范数以提高重构精度和抗噪性能。相较于已有算法,新算法能够获得更高质量的目标图像,对噪声鲁棒性强,并且计算量更低。仿真和实测数据的处理结果,验证了该算法的有效性。     

一种高效的非均匀转动目标成像方法

在逆合成孔径雷达(ISAR)成像中,目标的非均匀转动会造成图像的严重散焦．针对这一问题,提出一种高效的成像方法．该方法首先对同一距离单元的方位向回波数据进行时频分析,接着根据目标转速与尺度变换因子的对应关系,用不同尺度因子对中心时刻的频率分布进行尺度变换构造出参考信号,通过求解各个时刻的频率分布与参考信号的相关系数,估计出目标的旋转速度变化情况,然后沿方位向进行重采样以补偿目标旋转速度变化的影响,最后进行成像处理得到聚焦良好的目标图像．该算法对每个时刻目标转动速度的变化都进行了精确的估计和补偿,因此它适用于转动速度任意变化的情况．另外,该算法需要的计算量较少,适用于实时处理．仿真和实测数据的处理结果验证了该方法的有效性．     

基于Keystone变换的低信噪比ISAR成像

在ISAR成像中,当目标平稳飞行时,对于低信噪比的回波数据,常规的运动补偿方法不再适用,故提出一种基于Keystone变换的运动补偿方案,完成对低信噪比数据的处理. 利用Keystone变换校正由目标速度引起的线性距离走动,通过对相邻距离像相干积累以提高数据信噪比,进而引入相关法和PGA法完成对高次项运动的补偿. 仿真实验的结果表明,针对低信噪比数据的处理,基于Keystone变换的运动补偿方法优于传统的方法,从而有效地提高了成像雷达的作用距离.     

一种利用稀疏统计特性的超分辨ISAR成像方法

为提高短孔径逆合成孔径雷达的成像分辨率,利用逆合成孔径雷达图像的稀疏统计特性,提出了一种超分辨成像算法．通过结合逆合成孔径雷达像的强稀疏性,对成像过程建立近似的统计概率分布模型．利用最大后验概率及贝叶斯估计方法,推导了稀疏控制参数的显式表达,并通过共轭梯度法优化求解图像．另外,联合恒虚警概率检测和带宽外推技术的步进式成像过程,提高了参数估计和超分辨成像算法的稳健性．     

用雷达目标模型散射场研究雷达成象

本文通过计算雷达目标模型的后向散射场来获得雷达回波数据,并用这组数据进行雷达转台成象研究.成象结果表明,作为一种仿真手段,通过计算后向散射场来模拟雷达回波,在逆综合孔径雷达(ISAR)研究中是行之有效的.     

利用压缩感知的短孔径高分辨ISAR成像方法

压缩感知理论揭示：对于稀疏信号可以利用非常有限的观测数据对信号本身进行精确恢复．基于此思路提出了一种利用短孔径有限数据实现高分辨逆合成孔径雷达成像的新方法,将逆合成孔径雷达成像转换为利用正交基重构稀疏信号的问题,然后利用压缩感知对目标像高分辨优化重建．同时,根据压缩感知理论对新成像方法的分辨率理论上界进行了推导．对舰船和机动飞机的实测数据的处理结果验证了新方法的有效性和稳健性．