基于进动的旋转对称弹头雷达成像方法

ISAR成像是弹道中段目标识别的重要手段.与弹道中段弹头进动引起的相对雷达的姿态变化相比,轨道运动引起的相对雷达的姿态变化相当缓慢,导致所需成像积累时间过长,且弹头的进动为基于轨道运动的成像的运动补偿带来了很大的困难.从旋转对称体的目标特性出发,本文建立了进动旋转对称弹头的多普勒域回波模型,从数学上推导了多普勒域回波的时频分布特性,并研究了进动目标的成像平面,从而提出了利用进动引起的目标相对雷达视线姿态变化进行弹道中段弹头ISAR成像的方法.与基于轨道运动的ISAR成像方法相比,该方法具有成像积累所需时间短、不需要进行复杂运动补偿的特点.仿真结果表明,本文提出的成像方法能有效解决旋转对称弹道中段弹头的成像问题.     

基于自旋运动的高速弹头成像方法

高速弹头目标成像是雷达领域的研究热点与难点。不同于常规目标,高速弹头在沿弹道运动的同时常伴随特定的自旋运动,使得雷达回波包含的多普勒信息更为复杂,对雷达高分辨成像提出了更为严峻的挑战。针对这一难题,该文从3 个层面对基于自旋运动的高速弹头成像方法进行了研究。首先研究了具有轨道运动并伴随自旋运动高速弹头的雷达回波特性,揭示了回波相位信息的变化特点;其次,基于回波特性分析结果,提出了一种基于Wigner-Hough 变换(WHT)的自旋弹头目标回波轨道运动补偿方法以及基于自旋运动的成像方法;最后,利用仿真数据对提出方法的有效性以及基于自旋运动成像方案的优势进行了测试,结果表明:在达到一定信噪比时该文成像算法性能稳健,较好地解决了高速弹头的速度估计难题和成像算法的复杂性问题。      

基于时频分析的双基地前向散射雷达侧影成像

介绍了双基地前向散射雷达侧影成像的原理,分析了该雷达回波中目标信号和杂波的时频特性,提出了利用小波分析剔除该雷达回波中杂波的方法,然后提出了利用时频分析估计目标径向运动参数的稳健的运动补偿算法,最后通过仿真证明了所提方法的有效性.     

艇载稀疏阵列MIMO雷达地面运动目标成像方法

本文针对地面运动目标成像问题,提出了基于平流层飞艇平台的稀疏阵列MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)雷达的成像方法.该方法首先利用MIMO雷达阵列对观测场景进行空间并行采样获取其散射信息,其次由于两次脉冲回波信号中的运动目标信息不同而地杂波(或静止地物)信息相同,因此利用一次相消技术抑制回波信号中的地杂波分量.然后基于观测场景中运动目标的稀疏特性,将压缩感知理论引入到对运动目标重建过程中.该方法可有效避免地面运动目标成像时的地杂波干扰和运动补偿问题,同时采用稀疏阵列可大幅减少天线阵元个数,从而降低对飞艇平台的要求和系统成本,便于工程应用.最后利用仿真实验验证了该方法的有效性和可行性.     

基于时间-调频率分布的多目标ISAR成像

由于不同目标相对雷达的平动不同,单目标运动补偿方法不能同时完成各个目标的平动补偿,因而无法获得清晰的多目标ISAR像。文中提出了一种对同一雷达波束内距离不能分辨的多个运动目标进行ISAR成像的方法,根据不同目标的平动多普勒近似线性变化且变化历程不同的特点,采用CLEAN技术,基于回波信号的时间-调频率分布得到各个目标对应的调频率,分离不同目标的信号分量,从而将对多目标成像转变成了对多个单目标成像,利用单目标运动补偿和成像方法获得各个目标的ISAR像。仿真结果验证了该方法的有效性。     

逆合成孔径雷达成像浅探

本文首先分析了逆合孔径雷达实现运动目标成像的基本原理及处理方法，讨论了实际机动目标运动补偿的方法和成像算法，并对ＩＳＡＲ的目标识别性能进行了讨论，最后提出了工程实现中的一些问题。     

基于多电视台子孔径综合的无源雷达成像算法

该文提出一种基于多电视台子孔径综合的无源雷达成像算法。该算法通过单个接收机接收来自位于不同视线角的多个电视台的反射信号,将目标小角度转动时得到的各电视台回波形成的所有子孔径综合为等效大孔径的方法来对运动目标进行成像。该算法利用电视台的载频信号,相关计算简单,在电视台分布密集的区域,目标小角度转动即可成像。仿真结果证实了该算法的有效性。     

L波段雷达电离层高速运动目标ISAR成像补偿方法

目标高速运动和电离层效应都会对低频段宽带线性调频雷达信号的相位产生调制现象,进而降低逆合成孔径雷达(ISAR)成像分辨率。为得到清晰的目标ISAR图像,需有效消除这两者对目标回波的影响。该文首先建立电离层高速运动目标回波的信号模型,再根据目标回波为高阶多项式相位信号的特点,提出基于离散多项式变换的高阶相位估计算法,利用高阶相位估计值进行回波信号相位调制分量补偿,实现ISAR成像的自聚焦。仿真实验表明,该算法可以准确估计回波信号高阶相位参数,提高ISAR成像质量。     

双站步进频率雷达运动目标ISAR成像

建立了双站ISAR运动目标的几何模型,给出了双站步进频率雷达运动目标的回波信号模型,讨论了目标运动对步进频率双站ISAR成像的影响;为补偿目标因等效径向速度引起合成距离像峰值的时移和能量发散,提出了用距离微分法估计目标的等效径向速度作粗补偿,然后用积累相关法作精补偿的成像方法;仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于MIMO雷达的高分辨成像方法

以实现对空中目标的高分辨成像为目的,文章提出了基于MIMO雷达的技术解决方案.首先分析了MIMO雷达的工作原理和实现形式,而后建立了MIMO雷达成像模型,并推导出MIMO雷达多通道回波与目标空间频谱的对应关系.通过分析目标空间频谱的支撑区分布,论证了MIMO雷达阵列方位向的高分辨成像能力.最后进行了成像仿真实验.结果表明:在同等接收阵列条件下,MIMO阵列与实孔径阵列相比方位分辨率能够得到数倍的提高.     

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.     

调频步进雷达ISAR成像方法

针对调频步进雷达的ISAR(Inverse Synthetic Aperture Radar)成像问题,提出了一维距离像和ISAR成像的分步补偿方法.通过优化雷达系统参数,在保证抽取损失和伪峰幅度在容许范围内的同时最大化了一维距离像的速度补偿误差容限.一维距离像运动补偿参数通过拟合子脉冲包络对齐的平移量获得,当拟合脉冲数足够多时,估计精度在一维距离像的速度补偿误差容限以下;对目标一维距离像进行包络对齐和相位聚焦完成ISAR成像的运动补偿.最后,通过仿真分析验证了算法的可行性.     

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。     

跟踪雷达的ISAR成像技术

本文对跟踪雷达的 ISAR 成像技术进行了研究。对跟踪雷达的成像特殊性进行了分析,并对成像中涉及的运动补偿、距离走动校正以及方位成像进行了深入研究,最后通过数据处理对所提方法的有效性进行了验证。     

基于折射角近似的穿墙成像墙体补偿方法

穿墙成像雷达探测中墙体穿透将导致目标图像散焦和位置偏移,墙体补偿是解决这一问题的关键。最短路径法是实现精确墙体补偿的典型算法,但存在运算量大的问题。为解决上述问题,提出了上述基于折射角近似的穿墙成像墙体补偿方法,其原理是利用折射角近似法得到大幅度缩短的最短路径法搜索区间,从而显著减小运算量。一方面,不同墙体参数的数值分析结果定量说明了减小运算量的程度;另一方面,MATLAB仿真结果证明了算法在有效减少计算量的同时实现了精确墙体补偿。     

基于子孔径相位误差拼接的相位梯度自聚焦算法

随着雷达技术的发展,合成孔径雷达的成像精度也得到了大幅提升,与之相匹配的,也需要能更精确地进行运动补偿的算法.由于惯导精度无法满足需求,如果仅使用惯导数据对运动误差进行补偿,补偿的结果中含有残余的距离单元徙动,这会损失图像的精度.本文首先分析了残余的距离单元徙动对快速分解后向投影成像算法和相位梯度自聚焦算法的影响,再将...     

基于压缩感知的稀疏阵列MIMO雷达成像方法

针对MIMO雷达对空目标单次快拍成像时天线数目较多问题,该文提出了一种稀疏阵列MIMO雷达的成像方法。首先分析了MIMO雷达天线的稀疏布阵方式,其次结合压缩感知理论具体阐述了稀疏阵列MIMO雷达的成像方法。该方法不仅能够对运动目标实现单次快拍成像,避免了目标机动带来的运动补偿难题,同时又能够大幅减少MIMO雷达的天线规模,便于工程实现。最后利用仿真实验验证了所提方法的有效性。     

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。      

220 GHz太赫兹合成孔径雷达

针对复杂战场环境实时侦察的需求,介绍了一种220 GHz太赫兹合成孔径雷达(SAR),重点研究了雷达系统设计、宽带信号补偿和SAR成像实验。雷达信号采用线性调频连续波模式,中心频率为216 GHz,带宽为4.8 GHz,采用去斜处理体制,完成了宽带一维距离像实验和SAR成像实验。实验结果表明雷达成像分辨力达到了3 cm。