基于DBF-SCORE的Ka SAR-GMTI信号处理方法研究*

在SAR信号处理中为增大接收增益,提高系统回波的信噪比,可利用数字波束形成(DBF)技术(扫描接收技术)生成灵活控制的高增益窄波用于多通道接收、处理回波信号。分析并推导了距离向多通道的回波信号,然后详细分析了基于偏置相位中心天线（DPCA）的SAR GMTI处理方法。在此基础上给出了一种使用DPCA杂波抑制技术处理基于时变加权DBF SCORE回波的Ka SAR GMTI处理方法,并给出了系统实现原理。与其他SAR GMTI处理方法相比较,使用DBF技术可以提升系统信噪比,有助于改善杂波抑制性能。通过仿真,验证了用DPCA技术处理基于DBF动目标回波的有效性。     

基于DPCA的双通道SAR动目标检测研究

文中首先分析了基于相位中心偏置天线(DPCA)技术的SAR动目标检测原理,然后详细介绍了基于该原理建立的一种新的双天线动目标检测模型。该模型能在检测出动目标的同时精确估计出动目标的运动参数。最后通过将真实的雷达图像和模拟运动点目标合成的数据,验证了模型的正确性和有效性。此模型易于实现,运算量小,适合运用于现代雷达系统。     

基于正则化正交匹配追踪的SAR层析成像

压缩感知框架下的合成孔径雷达(SAR)层析成像技术引起了人们的关注。压缩感知理论能在实际系统中基线数量和分布稀疏的情况下实现高度向的高分辨率聚焦,这是基于谱分析的成像处理方法难以实现的。提出将正则化正交匹配追踪(ROMP)算法应用于SAR层析成像中,仿真实验结果表明该算法能高分辨率的成像,接着探讨了被测区域目标数目对成像精度的影响,结果表明随着目标数目的增加,成像的误差越大,这些对进一步的SAR层析成像研究具有重要的理论意义。     

机载ATI-SAR基线定标方法研究

顺轨干涉合成孔径雷达技术(ATI-SAR)是一种适用于运动目标检测(GMTI)的干涉合成孔径雷达(SAR)技术。基线误差是顺轨干涉雷达系统的主要误差,直接影响地面运动目标测速的准确性以及定位精度。本文基于对ATI基线误差源特性的分析,针对2个主要基线误差源——姿态误差和相位中心误差进行定标方法的探讨和研究。通过仿真实验可以看出,文中提供的定标方法对误差的处理准确、有效,因此这些定标方法为进一步研究并制定机载ATI-SAR定标方案奠定了基础。     

基于压缩感知的SAR宽带干扰抑制方法

压缩感知合成孔径雷达成像能够利用较少的观测数据清晰的恢复目标图像,但当回波中存在宽带压制干扰时,会严重破坏场景稀疏性,造成成像质量恶化。研究了一种基于选择性测量的自适应压缩感知宽带压制干扰抑制方法,通过构造一种压缩域投影滤波器并结合噪声联合检测算法,自适应感知干扰的位置信息,对合成孔径雷达（SAR）回波信号进行选择性测量,从“源头”上避免了干扰对SAR目标回波信号稀疏性的影响。仿真结果表明,该方法在减少SAR系统处理数据量的同时,使SAR成像质量明显提高,证明了该方法的有效性。     

移动式WPT系统双通道间相互干扰分析及其优化设计

移动式无线电能传输(wireless power transfer, WPT)需根据车辆的实时位置，切换不同的发射线圈，确定车辆的位置是实现移动式WPT的关键。为实现车辆位置的实时检测，设计了一种移动式双通道WPT系统，其中能量传输通道用于传输主能量，位置检测通道用于实时检测车辆位置。为研究WPT系统双通道间的相互干扰的问题，建立了四线圈耦合模型，解耦双通道四线圈间的干扰，确定位置检测通道频率，提出弱感性微失谐补偿方案，在不影响系统性能的条件下，降低发射端空载电流。通过理论推导、仿真分析等手段，对相关内容开展研究，并通过实验验证该频率下双通道间的干扰处于可接受范围，弱感性微失谐补偿方案可行有效。     

电网远动数据传输双通道系统及其在湖南电网的应用

简要介绍了建立电网调度自动化远动数据传输双通道系统的意义及其在湖南电网的实现。 该系统利用话音数据同传技术在国产电力载波通道上实现1路话音与1路1　200　Bd远动 数据信号(FSK)同时传输。 依据数据信号传输质量，该系统对远动数据传输双通道实现 自动切换。 系统主站端具有微机网络管理功能。     

基于压缩传感理论的绝缘子泄漏电流数据压缩

绝缘子泄漏电流数据量大,给监测系统数据存储和传输带来巨大的负担.针对这个问题,提出基于压缩传感理论(Compressed Sensing,CS)的数据压缩方法,CS将采样与压缩合并进行,少量采样就能很好地恢复信号,不仅降低对硬件要求,而且提高压缩效率.将泄漏电流信号进行小波变换的稀疏分解,然后对稀疏的泄漏电流信号进行高斯测量编码,最后应用正交匹配追踪算法(OMP)重构信号.实验结果表明,对绝缘子泄漏电流进行CS数据压缩具很高的压缩比,恢复的信号也比较理想.     

微多普勒通道间特性对SAR GMTI性能影响分析

现实环境中,地面目标在具有平动的同时常会叠加周期性的微动,如汽车的怠速抖动等.传统的合成孔径雷达地面运动目标检测技术(SAR-GMTI)主要集中于目标匀速、匀加速等平动形式,无法对微动造成的非线性相位历程进行处理.而目标微动产生的微多普勒会在SAR成像中使目标沿方位向出现等间隔的散焦点——"鬼影点".按照传统的GMTI理论,目标平动速度很小时,其多普勒很难与杂波区分,从而无法实现目标检测.通过对机载多通道SAR"一发多收"模式下地面振动目标运动建模,推衍出了地面振动目标在不同通道内的图像域回波表达式及通道间各鬼影点的干涉相位.通过仿真验证了该干涉相位的正确性,并量化分析了随载频、振动角频率、径向平动速度变化时,各鬼影点空域导向与杂波导向的正交区分度,从而证明即使目标的平动多普勒很小甚至为零时,利用微多普勒带来的空域信息检测地面运动目标仍具有充分的可靠性.     

SAR卫星电源系统研究

近年来,合成孔径雷达成像(SAR)卫星在军用、民用领域越来越受到重视。SAR卫星电源系统具有峰值功率大及脉冲工作的特点,针对SAR卫星电源系统的特点,介绍分析了几种方案,通过限定输入条件,对比了几种方案的优缺点,并提出了后续电源系统的优化提升方向,该研究可为我国SAR卫星电源系统的设计提供参考。     

Self‐tuning fusion Kalman filter weighted by scalars and its convergence analysis for multi‐channel autoregressive moving average signals

For the multi‐sensor multi‐channel autoregressive (AR) moving average signals with white measurement noises and an AR‐colored measurement noise, a multi‐stage information fusion identification method is presented when model parameters and noise variances are partially unknown. The local estimators of model parameters and noise variances are obtained by the multidimensional recursive instrumental variable algorithm and correlation method, and the fused estimators are obtained by taking the average of the local estimators. They have the strong consistency. Substituting them into the optimal information fusion Kalman filter weighted by scalars, a self‐tuning fusion Kalman filter for multi‐channel AR moving average signals is presented. Applying the dynamic error system analysis method, it is proved that the proposed self‐tuning fusion Kalman filter converges to the optimal fusion Kalman filter in a realization, so that it has asymptotic optimality. A simulation example for a target tracking system with three sensors shows its effectiveness. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于GPU的多模式SAR实时成像算法研究

合成孔径雷达（SAR）成像处理需要较大的计算量,在基于中央处理器（CPU ）平台开发的SAR成像系统上处理一般需要消耗很长时间,无法满足实时成像的要求。借助于计算统一设备架构（CUDA ）编程模型,基于图形处理器（GPU ）提出了一种适用于多模式SAR的实时成像方案。该方案通过数据分段处理技术解决了计算设备GPU显存容量不足的问题;通过分析成像处理任务的并行度,利用异步执行流处理技术减少数据处理对数据交互的等待时间;通过优化GPU内存访问机制并使用特殊函数单元（SFU ）减少计算时钟周期。同时,该方案能够支持多GPU设备的并行处理,充分利用了GPU设备的计算资源。在NVIDIA GT 740M和INTEL Q6600上的实验结果表明,该方案与传统的基于CPU的单线程SAR成像技术相比,有了近150倍的速度提升,大大提高了SAR成像处理的计算效率,具有很好的工程应用前景。     

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。     

基于地面发射机的方位多通道SAR系统通道幅相误差估计方法

方位多通道SAR系统能够克服最小天线面积的限制,从而满足了高分辨率和宽测绘带的性能要求,是星载SAR研究的热点。对于方位多通道SAR系统,通道间的幅相误差对系统成像性能有很大影响,必须对其进行标定。针对幅相误差具有空变性和估计精度易受噪声影响的特点,利用子空间投影算法,提出了一种基于地面发射机的定标方法,通过合理的地面发射机布设策略,解决幅相误差空变特性估计的问题,通过地面发射机容易实现高信噪比的特点,抑制噪声对估计精度的影响。最后通过仿真实验,对提出方法的有效性和精度进行了仿真验证,实验表明,该方法可以通过布设少量地面接收机即可解决幅相误差估计中空变特性和噪声影响的问题,同时还降低了算法的运算量,在仿真中达到了良好的估计精度,实现了成像的校正。     

A 12‐bit multi‐channel dual‐mode successive approximation ADC for power management bus (Pmbus) devices

In this paper, a 12‐bit multi‐channel dual‐mode successive approximation ADC for PMBus devices is newly proposed. The proposed data converter is attractive because all the requirements of PMBus devices, which are high resolution, low‐cost, dual‐mode, and multi‐channel, are successfully matched. In measurement results, all the functions and performance of the proposed data converter are successfully verified and confirmed to be applied on PMBus devices. The area of this chip is 1.64 × 1.56 mm², and the measured power consumption including digital output buffers is 1.683 mW. The proposed 12‐bit multi‐channel dual‐mode successive approximation ADC is suitable for power monitoring systems, such as PMBus devices. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

结合全局和局部稀疏表示的SAR图像目标识别方法

提出结合全局和局部稀疏表示的合成孔径雷达(SAR)目标识别方法。基于全局字典的稀疏表示可以比较各个训练类别对于测试样本的相对表征能力。而基于局部字典的稀疏表示则体现各个类别对于测试样本的绝对描述能力。因此,两者的结果具有良好的互补性,可以为正确决策提供更充分的信息。采用D-S (Dempster-Shafer)证据理论对两者的决策矢量(即重构误差)进行决策融合从而得到更为稳健的识别结果。基于MSTAR数据集进行了目标识别实验并与其他SAR目标识别方法进行了充分对比,实验结果证明了提出方法的有效性。     

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。     

Highly robust ground moving target detection and relocation method for distributed satellites

The performance of ground moving target detection for distributed satellites will be affected significantly when there is an image registration error, clutter decorrelation and array error. In this paper, a new approach to moving target detection and relocation is proposed based on multi-channel and multi-pixel adaptive signal processing in an image domain. First, multichannel and multi-pixel joint data are equated to a simple array model. Given that there is an image registration error, the real steering vector of the moving target can be estimated through a space projection approach. The optimal beam forming approach is used to cancel clutter, and at the same time the cross-track velocity of the moving target can be determined by searching for the peak value of the cost function. The moving target can then be relocated on the SAR image. The simulation results indicate that this method has a good robustness to image registration error, clutter decorrelation and array error. The detection performance and the estimation accuracy are significantly improved. __________ Translated from Acta Electronica Sinica, 2007, 35(6): 1009–1014 [译自: 电子学报]