改进FS算法的FMCW TOPS模式成像处理技术

为实现对调频连续波机载SAR TOPS模式沿方位向由后向前匀速扫描在短飞行时间内对方位向宽场景的有效成像,通过分析该模式下回波数据的特点,针对由波束方位向扫描引起的多普勒频率中心变化的问题,提出一种改进的频率变标算法.该算法借鉴基带方位变标的处理思想,在方位向聚焦处理过程中去除了由于波束扫描引起的方位时域混叠现象.最后...     

一种基于非均匀波束扫描的机载TOPS模式性能分析

TOPS(terrain observation by progressive scans)模式通过控制波束以均匀角速度进行扫描实现对方位向大场景的快速覆盖,当扫描角度很大时,场景中目标方位向理论分辨率随扫描角度的变化就不能忽略.为此,针对机载调频连续波SAR系统,分析了TOPS模式工作在大扫描角时目标方位回波的多普勒特性,提出了一种非匀速扫描的TOPS模式波束扫描方案.通过实时调整波束扫描角速度,使场景中方位向不同位置的点目标具有相同的方位向理论分辨率.仿真结果验证了本文所提方法的有效性.     

平移不变模式双基地SAR频率变标算法

针对双基地SAR距离徙动受发射和接收二维距离变化影响的问题,提出了一种提取平移不变模式双基地SAR频率变标因子的新方法。该方法将距离徙动随二维距离的变化转化为随一维距离量的变化,然后通过合理的线性近似得到了不受距离参数影响的变标因子;在此基础上,将线性频率变标算法推广到了双基地SAR领域;最后通过仿真验证了该算法的有效性。     

高超声速飞行器成像算法

高超声速飞行器是目前各国航空航天发展的重点．搭载其上的合成孔径雷达成像系统面临两方面的问题：一个是多普勒与快时间的耦合,另一个是斜视成像的校正问题．借鉴调频连续波合成孔径雷达的几何模型,提出了一种去耦合的扩展的频域变标成像算法,可在一定的斜视角下解耦合并且无失真高精度成像．     

一种同轨双基SAR的非线性CS成像算法

针对大斜视情形下同轨双基合成孔径雷达(SAR)中目标的距离徙动和二次距离压缩(SRC)的空变性问题,基于严格解析的双基频谱,提出了一种适用于同轨双基SAR的非线性线频调变标成像算法．与适用于小斜视角条件的线频调变标成像算法不同,该算法不仅考虑了调频率随多普勒频率的变化,而且也考虑了其随距离的线性变化,更好地实现了同轨双基SAR中SRC的精确补偿,取得了满意的聚焦效果．仿真实验验证了所提算法的有效性．     

两步计算模式下的三门峡水库异重流模拟

摘 要：针对传统的水深平均异重流模型在实际应用中获取上游边界条件的困难,提出了两步计算模式下的水库明流与异重流耦合模型。浑水明流段与异重流段交替运算,利用潜入点弗汝德数与体积比含沙量的关系作为判别条件确定异重流段的上游边界位置与相应水沙条件,在设置下游边界条件时使用极限吸出高度公式计算异重流出流流量。采用该模型计算了三门峡水库两次异重流的形成、发展与消退全过程。模型预测的异重流潜入位置与观测结果一致,对库区内三个监测断面的异重流到达时间做出了较为准确的预测。计算的清浑水层交界面高程和含沙量过程与实测结果相符,模拟结果反映出浑水水库发生时异重流排沙效率降低的现象。因此该模型可用于水库异重流过程模拟和排沙方案设计。     

高低轨异构双基地SAR改进CS成像算法

针对地球同步轨道卫星发射-低轨道卫星被动接收的异构双基合成孔径雷达系统中,由于收发时延长和接收机速度快导致的“走-停”假设不成立,复杂成像几何下回波信号在距离向和方位向具有严重空变性的问题,提出一种基于二维时域扰动的改进线性调频变标成像算法．首先基于双基观测几何推导出非“走-停”假设下的信号模型;然后通过时域扰动的方法校正回波二维空变性;最后对残余相位进行补偿．仿真实验表明,该算法可实现高低轨双基合成孔径雷达高分辨率宽幅场景的良好聚焦,且具有很好的保相性能．     

弹载SAR下降段成像算法研究

弹载SAR下降段成像中,弹体较大的下降速度和加速度将导致SAR回波信号的多普勒调频率沿方位向变化,影响方位聚焦.针对该问题,提出了一种利用方位非线性变标(NLCS)的弹载SAR下降段成像算法.该算法在距离徙动校正和距离压缩处理之后,通过引入方位非线性变标操作,补偿变化的多普勒调频率,并校正图像方位畸变,从而改善了方位聚焦深度和聚焦质量.数据仿真结果验证了算法的有效性.     

一类特殊的非对称线性互补问题的两步迭代法

线性互补问题的高效能算法在大规模科学计算与工程中至关重要。而两步迭代法是一个适合求解大规模问题的有效算法。基于非对称逐次超松弛迭代法和投影共轭梯度迭代法的思想,文中提出了一类求解系数矩阵为三对角非对称M矩阵的线性互补问题的USSORP-PCG算法——两步迭代法。在建立算法收敛性定理之后,证明了算法的收敛性。数值例子通过扩大系数矩阵的规模,并与逐次超松弛迭代法比较来验证算法对于大规模问题具有高效性和良好的收敛性。     

同航线双基调频连续波SAR改进距离徙动算法

考虑到调频连续波合成孔径雷达具有较长的扫频周期,要达到频率的线性化非常困难,针对现有非线性校正方法的不足,提出了改进的频率非线性校正方法.另外,分析了平台连续运动带来的多普勒频移的影响.对于频率非线性校正后的信号,利用瞬时频率的概念,通过引入双基角,推导出基于调频连续波的同航线双基合成孔径雷达回波信号的二维波数域表达式,在此基础上提出了包含频率非线性校正的同航线双基调频连续波合成孔径雷达的改进距离徙动成像算法.仿真数据的处理验证了频率非线性校正方法以及成像处理算法的有效性.     

平飞斜视模式下双站SAR成像算法比较

为了改善机载双站SAR平飞斜视模式下的图像聚焦精度，对SRCRD算法和ECS算法进行了研究，分别给出了实现流程，并进行了计算机仿真．结果表明在平飞斜视模式下ECS算法性能明显优于SRCRD算法．     

合成孔径雷达成像处理CS算法

本文围绕海底管道检测,应用合成孔径雷达进行信号检测,介绍合成孔径雷达信号成像处理CS算法并进行仿真。     

调频连续波(FMCW)聚束式SAR成像研究

针对调频连续波SAR与脉冲式SAR工作体制的不同,从而带来不同的回波表现形式,对基于调频连续波的聚束式SAR回波信号进行建模,分析信号的特征,揭示平台的连续运动在距离向产生一个多普勒频移的特性,从而影响方位聚焦．对于方位频谱混叠的问题,采用方位预滤波处理,通过插值实现采样率的提高,由于预滤波可以实现方位的块压缩,实际中的方位向点数并没有明显增加,最后基于FS算法完成残余聚焦,仿真数据处理结果验证了分析的正确性和算法的有效性．另外,对于平台连续运动引入的多普勒频移,分析了其对成像造成的影响,并给出了相应的补偿方法．     

一种机载MIMO雷达大场景成像算法

针对远离场景中心的目标成像存在的参考函数失配问题,理论上分析了机载MIMO雷达成像失配函数的特性,提出了一种基于目标场景条带分割的机载MIMO雷达的大场景成像算法,并导出了成像条带分割的约束关系.该算法通过将测绘带沿距离向分割为多个窄的条带,降低了失配函数对成像结果的影响,有效增加了机载MIMO雷达的成像场景宽度.最后分别利用仿真的单目标和多目标数据对提出算法进行了测试.仿真结果表明,所提出算法是可行的,可实现宽测绘带的高分辨成像.     

基于FMCW的弹载SAR俯冲成像方法研究

调频连续波合成孔径雷达具有体积小、重量轻、成本低、功耗低等优点,在精确制导领域具有较大的应用潜力。针对俯冲运动状态下弹载FMCW SAR运动特点,提出了一种弹载FMCW SAR俯冲成像方法,在时域完成距离走动校正后,采用级数反演的方法推导了FMCW SAR回波信号精确方位多普勒频域表达式,通过对多普勒频域表达式的分析,构造相应的补偿函数完成目标的二维成像。最后点目标和场景目标仿真实验验证了理论分析与该成像方法的有效性。     

星载合成孔径雷达数字成像的算法及硬件实现的研究

本文提出了一种快速实现高分辨率星载合成孔径雷达（ＳＡＲ）数字成像的方法．该算法快速、有效地对美国星载ＳＩＲ－Ｂ录取的原始数据进行了计算机数字成像,得到一幅面积为２５ｋｍ×２０ｋｍ、分辨率为２５ｍ×２５ｍ的雷达图像,并设计了一种由脉动阵列位处理芯片ＢＡＰ－１２８组成的并行机,该并行机为６４×６４阵列结构,完成一幅ＳＩＲ－Ｂ卫星图像的成像需１１７秒左右．如果阵列扩展到２５６×２５６,仅需７秒多便可成一幅图像．     

一种矩阵变换器电压型两步换流研究

为减少换流时间,提高换流可靠性,在分析输出电流和输入电压幅值检测换流特点的基础上,提出一种新的电压型两步换流方法。将输入电压进行扇区划分,有效组合双向开关导通状态,解决负载电流方向对换流的影响,减少开关切换次数,节省了换流时间;引入临界区间,结合零矢量调制,避免两相电压幅值接近时出现相间短路,输入输出波形质量也得到提高。在DSP+FPGA为控制器的实验平台上进行测试,数据结果证明换流策略的可行性。     

头部异物两步核磁共振电阻抗成像仿真研究

在三层球和真实形状头模型(包括头皮、颅骨和大脑)上,采用基于径向基函数(RBF)神经网络的两步核磁共振电阻抗成像(MREIT)算法,对颅内病变组织阻抗成像进行了仿真研究.使用高分辨率的核磁共振成像系统对人体头部进行三维构建和不同组织边界区分,利用两步基于径向基函数神经网络的MREIT算法分别对颅内病变组织均匀阻抗和非均匀阻抗(每个单元的电阻抗值)分布进行估计.该两步MREIT算法适用于人体头部复杂组织结构的阻抗成像,仿真实验表明,采用MREIT技术对颅内占位性病变组织(血肿或脑瘤)的阻抗成像过程简单,重构的阻抗图像具有较高的精确性,算法具有一定的抗噪性能.     

多子阵SAS逐线成像算法研究

常规的高效率合成孔径成像算法都是针对单阵设置的,并且普遍作了Stop-and-Hop假设,当SAS成像系统作用距离较远时,由Stop-and-Hop假设引起的系统误差不容忽略.传统的方法是利用逐点算法进行系统误差修正,计算量大,不适合实时处理.针对这一情况,该文采用收发分置的几何模型处理多子阵SAS回波数据,提出一种多子阵SAS逐线成像算法,修正系统误差的同时提高了运算效率.仿真试验和湖试结果验证了分析的正确性和算法的有效性.     

利用SPECAN算法的聚束SAR成像处理

讨论了距离向去调频聚束模式SAR信号的回波模型及特点,通过对聚束SAR信号的时、频域关系的分析,给出了适合去调频后的聚束SAR数据的成像算法。该算法结合了SPECAN算法高效和标准条带成像算法精确的优点,首先采用SPECAN算法对原始数据距离向去斜,其次采用距离-多普勒算法实现方位精确聚焦,与传统的距离-多普勒算法相比,成倍地降低处理的数据量,从而可实现聚束SAR的实时成像处理。对Ku波段实际飞行数据采用该算法压缩得到高分辨率的图像,验证了理论分析的正确性和所用方法的可行性。