室内实测数据太赫兹合成孔径雷达成像研究

合成孔径雷达实现高分辨率成像要求平台作理想匀速直线运动,相对传统微波SAR而言,太赫兹波的波长更短,SAR平台高频微小振动对常规微波频段 SAR影响几乎可以忽略,对太赫兹合成孔径雷达（Terahertz synthetic aperture radar ,T Hz‐SAR）的影响必须精细处理,研究适用于 T Hz‐SAR的成像补偿算法是必要的。本文建立 T Hz‐SAR非理想情况下的回波模型,分别从时域和频域详细分析运动误差对回波的影响。提出了一种基于回波数据的T Hz‐SAR成像运动补偿算法,采用中心频率0．3 T Hz的SAR系统进行实验,使用RD算法对目标进行二维高分辨成像,得到3个角反射器的二维SAR图像。实验结果验证了系统的可行性和所给处理算法的有效性,为外场车载或机载的T Hz‐SAR成像奠定了基础。     

双站SAR时间同步误差建模及分析

时间同步是双站SAR系统中的一个关键问题,本文研究了时间同步误差对双站SAR成像的影响。首先基于基本钟差方程并结合实验测量,建立了双站SAR时间同步误差模型,将时间同步误差分为线性时间同步误差和随机时间同步误差。然后分析了两种时间同步误差对双站SAR成像的影响,并通过仿真对该分析进行了验证;该分析结果为双站SAR时间同步指标要求的提出提供了理论依据。     

中高轨道SAR信号建模和成像方法研究

中高轨道合成孔径雷达具备潜在的高分辨宽测绘带能力,在国防和经济建设中具有重要的应用前景.针对传统星载SAR信号模型在中高轨道SAR建模中的缺陷和不足,作者提出了改进斜视距离模型和多项式逼近距离模型两种中高轨道SAR信号建模方法.本文在阐述了距离模型参数估计方法和估计精度的基础上,建立了简洁精确的二维频谱解析表达式,并发...     

SAR成像阴影边缘散焦误差分析

SAR图像阴影散焦误差分析是研究阴影再聚焦和提取目标阴影信息的理论基础。从阴影形成机理出发,以距离多普勒算法以例,推导阴影边缘二次距离压缩和方位压缩的二次相位误差表达式,建立了散焦误差与成像参数的关系模型。研究表明,方位压缩和二次距离压缩分别是影响阴影边缘散焦的第一环节和第二环节,其散焦误差与雷达频率、分辨率、目标高度有关。当X波段、Ku波段雷达的分辨率劣于0.07m时,方位压缩的阴影边缘散焦误差将达到总误差的99.0%以上,只需进行方位向再聚焦;当Ku波段雷达的分辨率优于0.04m时,则需要同时优化方位压缩和二次距离压缩环节。     

基于JPEG2000的多光谱图像感兴趣区域的压缩

本文基于JPEG2000对多光谱图像的矩形感兴趣区域(ROI)进行压缩,利用最大平移法(Maxshift)的两种改进算法,即部分重要位平面平移法(PSBShift)、逐个位平面平移法(BbBShift)对多光谱图像的感兴趣区域(ROI)区域进行编码,试验结果表明,PSBShift 、BbBShift编码方法不但具有最大平移法的所有优点,即不需要对形状信息进行编码和传输,还克服了Maxshift的缺点,并且可以获得所期望的高质量的ROI图像,提高了背景(BG)图像的质量,很好地改善了Maxshift中ROI图像和BG图像的相对质量.     

基于TMS320F2812的运动控制系统应用

无论是机载还是星载合成孔径雷达在成像过程中要求天线波束稳定而精确地指向测绘带,但是在运动过程中,其飞行姿态和航向受大气扰动的影响而产生变化,表现为偏流角、横滚角和俯仰角的随机变化,不能满足雷达天线稳定要求.因此,必须对角运动造成的误差进行补偿,才能获得较高分辨率的图像.本文以DSP芯片TMS320F2812为核心设计数字化运动控制系统,使控制平台相对于飞机姿态变化作反方向的运动,从而使雷达天线指向测绘带区域,可以获得较高分辨率的图像.通过实验分析,此设计能够满足系统要求,控制性能好.     

基于FPGA的宽带雷达回波信号处理板设计

对基于FPGA的宽带雷达回波信号处理板的设计方案、信号流程和芯片选型进行了研究。同时以此板卡为基础,针对回波信号模拟需求,对板卡的功能流程设计方法进行了研究,对数字瞬时测频设计、存储延时组件设计和整数倍内插等3项关键技术进行了重点阐述。设计方案可实现带宽达到1 GHz的宽带雷达回波信号的模拟,可适应脉冲压缩雷达、合成孔径雷达等新型雷达测试需求,同时,本方案对相关系统的建设具有一定的借鉴意义。     

基于GPU的机载高分SAR运动补偿和自聚焦

对于高分辨率宽测绘带机载SAR,载机平台运动误差导致的相位误差具有严重的距离向空变性,因此在距离向采用了分段相位梯度自聚焦(PGA)算法来提高聚焦性能。然而传统的基于CPU的处理平台已经不能完全满足大量回波数据和复杂算法的快速处理。论文中针对机载高分SAR,提出适用于机载高分SAR的改进的距离向空变PGA算法。基于CPU+GPU的协同架构,改进的自聚焦算法和惯导运动补偿都得到了最大的并行优化。实验结果显示,该改进方法在并行平台上能够达到48倍的加速比的提升。     

基于GPS和DirectDraw的SAR运动轨迹记录技术研究

本文介绍了合成孔径雷达（SAR）的运动轨迹记录技术,该技术主要应用于合成孔径雷达成像处理器和地面处理系统中,以实现雷达图像采集过程中运动轨迹的记录并通过DirectDraw技术将雷达运动轨迹标注在地图中。研究主要内容包括雷达经纬度信息的获取,以及通过经纬度信息将雷达在地图上进行定位。雷达经纬度信息的获取是通过GPS模块来实现的,将雷达在地图上进行标定是通过MFC的DirectDraw来实现的。最终该项技术已经成功的应用于雷达的地面处理系统中。     

相位梯度自聚焦算法在机载合成孔径雷达运动补偿中的应用

研究了机载合成孔径雷达运动补偿中可以补偿任意阶相位误差的相位梯度自聚焦(PGA)算法,提出一种PGA快速算法。与雷达成像算法结合后,图像测量精度得到提高。     

复杂目标RCS预估及其高分辨率成像

复杂目标雷达散射截面（ＲＣＳ）的高频预估方法、ＲＣＳ高分辨率成像原理及其测量系统的简述．对××目标分别进行了实时成像和预估计算机模拟；所得到的图像正确反映了目标ＲＣＳ的空间分布情况，预估模拟结果与实测结果吻合良好．     

SAR海面风场反演研究

本文对SAR(合成孔径雷达)海面风场反演进行了研究.首先介绍了SAR反演海面风场的物理机制,然后阐述了由雷达后向散射截面反演海面风场的模式函数,随后对最具代表性的CMOD4经验模式函数进行了仿真,得到了海面雷达后向散射系数在不同海面风速、风向、雷达入射角和极化条件下的变化关系.结果表明:海面雷达后向散射截面在不同程度上依赖于风速、风向、入射角和极化方式,这对将CMOD4模式实际应用于SAR海面风场反演有很大的指导作用.     

Synthetic array radar

The article discusses radar imaging or synthetic array radar (SAR). The most obvious advantage of SAR mapping is that it is all-weather. Radio waves can generally penetrate clouds, fog, and haze; so mapping is not hampered by atmospheric conditions. However, if the rain is heavy enough, the radar signal can to some extent indicate how hard it is raining. Since radar provides its own illumination, maps can be made night or day. Moreover, when mapping with radar, both the angle and the direction of the illumination can be changed. As with visual and infrared systems, when carried in a satellite, an SAR can map large areas in a very short time. SAR has even more advantages. Since it can sense distance as well as angle, it can map in three dimensions. This radar system represents a major technological step forward for spaceborne radar observations. The pictures in this article were collected during two space shuttle flights in April and October 1994. These two flights sampled the same sites during two different seasons to study the Earth's ecosystems, climatic and geological processes, the water cycle and ocean circulation     

基于CSI-ISAR的非合作目标成像技术

合成孔径雷达（SAR）针对静止目标成像,依靠雷达平台的运动形成较长的合成孔径,达到方位高分辨。而在地面静止场景中,必然会存在运动目标,其运动参数的未知使得目标在SAR图像上难以聚焦成像。另一方面,逆合成孔径雷达（ISAR）技术在雷达平台静止条件下,依靠目标运动形成长合成孔径后聚焦成像。本文将结合多通道合成孔径雷达-地面动目标指标（SAR-GMTI）技术,提出了基于杂波抑制干涉（CSI）和ISAR相结合的非合作动目标聚焦成像。成像过程中,利用多通道图像信息,动目标在CSI处理后被检测到,针对动目标的能量范围进行ISAR处理,实现该区域内动目标的聚焦成像。最后仿真结果验证了该方法的有效性。     

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FPGA的快速原地转置算法

随着合成孔径雷达成像系统对实时性要求的提高,基于FPGA平台的SAR成像系统越来越多。图像矩阵转置作为SAR成像系统的必要处理过程之一,其效率一直制约着SAR成像系统的实时性。本文提出了一种基于FPGA的快速原地转置算法,首先将矩阵分割为大小相等的子矩阵块,利用上位机预先计算出子矩阵块转置前后地址并生成地址序列表,在FPGA上依据地址序列表顺次移动子矩阵块。实验结果表明,相比非原地转置算法,这种原地转置算法使用的辅助空间仅为矩阵空间的0.2%,多耗费2%的时间。这种算法提高了转置效率,降低了转置存储开销,对SAR实时成像系统的有重要意义。     

SAR成像处理中插值算法的比较研究

在SAR的回波数据的成像处理中,距离徙动是影响二维压缩成像聚焦效果的重要因素。因此距离徙动的校正是SAR成像过程中的关键。本文以机载正侧视点目标成像为例,对SAR回波中的距离徙动进行了分析,研究了3种插值方法:最近邻域近似法、拉格朗日插值法、sinc插值法在SAR成像中的应用。通过计算机仿真,分析了3种插值方法校正弯曲的效果,并对3种插值方法的运算量和成像结果进行了比较。结果表明要根据插值的精度和运算量的大小选择合适的插值方法。     

基于控制接口芯片的波控系统设计

根据波束控制系统对相控阵雷达天线波束的快速、准确控制要求,提出了一种基于专用可编程T/R控制接口芯片,采用具有地址识别功能的串行分布式波控技术,实现了对某SAR雷达系统的波束控制.介绍了该波控系统的设计原理和具体实现方法,并与常用的几种波控系统进行比较,在满足系统对快速布相要求的同时,有效地减少天线阵面上走线,取得良好...     

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。     

微波三维成像离散点目标回波数据模拟

成像雷达一般可分为合成孔径雷达(SAR)和逆合成孔径雷达(ISAR).研究目标的RCS特性当前普遍应用ISAR成像技术,而这些目标的成像能力都依赖于目标的回波信号.在ISAR三维成像理论的基础上,模拟离散点目标的回波信号,为三维成像软件提供三维空间的模拟数据,用来验证成像软件的正确性.基于已有的一维和二维成像软件对模拟数据进行了分析.从三维数据中提取出一维和二维数据,成像结果证明了模拟数据在一维和二维的有效性,从而保证了模拟数据三维成像可靠性.