SAR距离向匹配滤波成像算法研究

首先介绍了SAR时域压缩距离成像算法，同时研究了匹配滤波成像算法。经分析表明，由于与信号目标回波进行匹配的信号中不仅包含了相位信息，还包含有幅度信息，所以匹配滤波成像的效果非常理想，并且对噪声干扰也有很好的滤除作用。最后利用模拟试验的方法验证了这一结论。     

基于单距离匹配滤波的太空碎片雷达成像

对于尺寸小于雷达距离分辨率的太空碎片进行雷达成像,以前提出的方法只有SRDI (Single Range Doppler Interferometry)。该文针对太空碎片运动特点,给出了一种单距离匹配滤波太空碎片成像方法。该方法利用一个距离单元横向回波数据经不同旋转半径参考信号匹配滤波后得到太空碎片二维像。仿真结果表明这种方法比SRDI方法计算量少、成像效果好。     

一种稀疏重建的天波雷达射频干扰抑制算法

天波雷达工作频段通常有大量的射频干扰,严重影响了雷达探测。目前最有效的射频干扰抑制方法主要是基于相似约束的方法,其本质是在匹配滤波器上叠加一个抑制射频干扰的窄带滤波器。基于窄带滤波器稀疏特性,提出了一种稀疏约束的射频干扰抑制方法,对窄带滤波器施加稀疏性约束并加大对稀疏项的惩罚,在保证匹配滤波器效果的同时更加有效抑制干扰。该方法首先将滤波器分解为匹配滤波滤波器和窄带滤波器,然后对窄带滤波器施加稀疏约束,基于此构建一个稀疏约束的非凸优化问题。最后,提出一种低计算复杂度的交替性自适应迭代算法求解该非凸优化问题。仿真和实测数据处理结果表明,所提方法的输出信干噪比较相似约束算法提高了1 dB以上,有效地提高了射频干扰抑制性能。     

双基地声呐中匹配滤波旁瓣抑制的优化方法

对于双基地声呐而言,回波信号经常会被淹没在强直达波信号的脉冲压缩旁瓣干扰中。提出了一种匹配滤波输出的旁瓣抑制方法。该方法的思想是在匹配滤波输出端设计一个FIR滤波器,使得输出的积分旁瓣电平最小,同时保持主峰输出不变。利用二阶锥凸优化算法获得了旁瓣抑制滤波器的最优解。利用数值仿真,比较了旁瓣抑制方法与常规的汉明加窗方法,结果表明,该方法可在保持输出不变的情况下,提高30 d B的旁瓣抑制性能。利用该方法设计的近中心旁瓣抑制滤波器,局部的抑制性能可达-80 d B。     

端射阵机载雷达距离模糊杂波抑制方法

端射阵天线是指波束指向垂直于阵列法线方向的一类特殊雷达天线,由于其具有低剖面和定向辐射特性,因而特别适合用于机载雷达的补盲。本文基于端射阵机载雷达杂波回波模型,首先分析了端射阵机载雷达杂波谱在距离模糊情况下的杂波特性,并对目前三种存在距离模糊时典型近程非平稳杂波抑制方法的基本原理进行了介绍;其次基于端射阵机载雷达对典型方法的杂波抑制性能进行了仿真分析;最后综合考虑各种因素,对各种方法在端射阵机载雷达背景下的适用性进行了分析,并得出了有益结论,可为端射阵机载雷达非平稳杂波抑制方法的进一步研究提供重要参考。     

二维匹配滤波实现多角度SAR成像

 多角度SAR图像能够更全面描述目标不同角度下的特征信息,对目标识别具有重要意义.实现多角度SAR成像需要解决两个问题,一是在多角度测量模式下,传统成像算法的远场条件不能满足,成像散焦严重;二是空间采样不连续使得基于傅里叶变换的成像算法产生很高的旁瓣.本文利用二维匹配滤波函数的聚焦功能实现多角度SAR成像.通过调整成像参考点位置构造二维匹配函数,然后将测量数据用匹配函数进行滤波.与传统SAR成像算法相比,本文提出的多角度SAR成像算法突破了空间采样必须均匀和连续的束缚,更具有普适性.实验结果表明本文算法不仅能够实现多角度SAR成像,提高成像分辨率,而且多角度SAR图像能够描述目标散射特征的空间变化.     

一种稀疏重建的多基地雷达多目标定位算法

采用距离和信息的多基地雷达多目标投影定位算法中,距离向脉冲压缩后分辨率降低,需要已知空间中目标个数.针对此问题,提出了一种稀疏重建的多基地雷达多目标定位方法.该方法利用多个接收机中目标稀疏度相同的特点,通过构造平均重构残余误差变化率和平均散射系数变化率作为正交匹配追踪(OMP)算法迭代终止判定条件,自适应地终止OMP算法的同时获得稀疏重建信号以及信号稀疏度的估计值,提高了距离向分辨率,获得了对空间中目标个数的估计.仿真实验表明所提算法有效抑制了距离向主瓣展宽和旁瓣串扰,提高了距离向分辨率.同时,所提算法在不同噪声环境下能准确估计空间中目标个数并提取其空间位置,实现对空间中目标的准确定位.     

模糊距离杂波对杂波抑制的限制

本文描述了因模糊距离杂波造成的对可达到的杂波抑制的限制,证明了距离上杂波功率的分布会限制可达到的杂波抑制。文中先后就海杂波和雨杂波的情况,通过运用一种包含传播条件的模型,讨论了模糊距离的影响,以传播服从大气波导条件的海杂波为例,说明了动目标显示系统中的限制。另外,还以雨杂波和海杂波为例,说明了填充脉冲的益处。     

一种基于压缩感知恢复算法的SAR图像方位模糊抑制方法

方位模糊现象广泛存在于星载合成孔径雷达图像中。当模糊能量较强时,会出现大量的虚假目标,严重影响对图像的判读。由于模糊能量与真实主区能量在时域、频域中均互相混叠,现有的处理方法很难在不损失分辨率的条件下,有效抑制方位模糊所产生的鬼影。该文提出一种基于压缩感知恢复算法的方位模糊抑制方法,通过截断图像的多普勒频谱实现模糊抑制,而后将原始图像作为先验信息、将截断谱作为观测结果,利用压缩感知恢复算法,迭代求解出高分辨率的图像。经过仿真与真实数据验证,该方法可以有效抑制方位模糊能量,而不损失主区目标分辨能力,且对复杂场景同样具有良好的效果。      

基于两维相位编码的距离模糊抑制方法

该文提出一种基于两维相位编码的距离模糊抑制方法,该方法通过在发射端发射一种两维相位编码的波形,接收端在进行匹配滤波时,距离模糊信号相对于目标信号而言在两维频谱上都会产生偏移。在信号处理阶段,可以针对此频谱差异构造滤波器,实现对距离模糊能量的有效抑制,降低整个测绘带内的距离模糊比,提高合成孔径雷达(SAR)图像质量。点仿真和面仿真结果都验证了该方法的有效性。     

基于方位向相位编码技术的方位向多通道SAR距离模糊抑制方法

距离模糊一直是影响合成孔径雷达(SAR)成像质量的重要因素之一。方位向相位编码(APC)技术是一种有效抑制距离模糊的方法,但是由于APC技术高度依赖于高过采样率,对于多通道SAR系统,APC技术的距离模糊抑制效果很有限。该文提出一种新的基于APC技术的多通道系统距离模糊抑制方法。该方法首先通过APC技术将部分距离模糊信号产生方位平移,通过额外增加接收通道数提供的额外信号自由度,能够在方位向上通过合适的数字波束形成(DBF)技术同时滤去距离模糊和重建方位向信号,因此距离模糊信号可以被很好地抑制。该文最后给出仿真结果,证明该方法的有效性。     

分布式目标的极化SAR距离模糊计算方法研究

该文提出了一种运用协方差矩阵计算星载全极化SAR距离模糊的方法。首先分析了极化SAR距离模糊的成因及同极化和交叉极化通道间距离模糊能量的差异。现有的距离模糊计算方法以散射矩阵为主,受相干斑影响,单一像素的散射强度不能表征分布目标的反射率,因而在距离向相邻的像素无法确定其距离模糊比。针对上述问题该文推导了基于分布目标的极化SAR距离模糊的计算方法。结合Radarsat-2实测数据对这种新方法进行了验证。实验表明,运用协方差矩阵能够很好地表征分布式目标,由它计算得出的距离模糊比是平稳、确定的。相比已有算法,所提方法能够有效计算极化SAR分布式目标的距离模糊。     

基于空间匹配滤波的红外背景抑制技术

低信噪比条件下点目标的检测性能在很大程度上依赖于对红外背景杂波的抑制情况.针对红外背景杂波的统计特性,提出了一种改进型的空间匹配滤波算法.原理分析与实验结果表明,这是一种易于硬件实现,能有效抑制强起伏背景杂波的线性滤波方法.     

分布式小卫星SAR多普勒解模糊成像

该文结合实际卫星轨道及地球自转特性,研究利用分布式小卫星丰富的空域信息解多普勒模糊,从而解决宽场景成像和方位高分辨之间的矛盾。提出建立子孔径坐标系,解决地球自转引起的星间回波不一致性并简化椭圆轨道的几何复杂性。建立子孔径坐标系包括两方面：一是将成像几何模型转换到地球固定坐标系下分析,此时地面场景静止,卫星轨道等效旋转;二是分孔径处理,针对每个子孔径建立坐标几何,经过误差补偿后小卫星轨道构型等效为固定基线且平行。对每个子孔径回波数据分别进行空域滤波解模糊处理后再进行孔径拼接,同时结合传统星载SAR成像算法实现大场景高分辨成像。最后以CARTWHEEL模型为例进行仿真,验证了该方法的有效性。     

基于最大似然估计的机载双基地雷达距离模糊杂波抑制方法

针对存在距离模糊情况下机载双基地雷达杂波抑制的难题,本文分析了存在距离模糊时机载双基地雷达的杂波特性,提出了一种基于最大似然估计的机载双基地雷达距离模糊杂波抑制方法.该方法首先通过最大似然估计对训练样本所包含的各个模糊距离环的杂波幅度进行估计,然后通过非均匀采样重构待检测距离门及其模糊距离环的杂波数据,再由重构的杂波数...     

相参处理间隔较短条件下基于稀疏重构及形态成分分析的航管雷达风电场杂波抑制

近些年来,世界各国越来越重视风力发电的发展.风电场的存在可能对航管监视雷达性能产生负面影响,因此风电场杂波抑制技术的研究对于提升航管监视雷达工作性能、保障空中交通安全具有重大意义.形态成分分析(MCA)算法根据信号稀疏特征的不同应用于风电场杂波抑制时,计算量较低且性能较好.但是针对实际雷达参数中相参处理间隔(CPI)较...     

基于稀疏贝叶斯学习的机载双基雷达杂波抑制

机载双基雷达杂波与构型有关且具有严重的距离依赖性,因此杂波脊复杂多变,独立同分布(IID)的样本很少。传统的空时自适应处理(STAP)方法受独立同分布样本数的限制,对机载双基雷达杂波的抑制性能有限。基于机载雷达杂波在角度-多普勒域分布的稀疏特性和稀疏贝叶斯学习(SBL)在稀疏信号重建方面的优势,该文将SBL算法应用于较为复杂的机载双基雷达双动模式下杂波抑制,该方法可以用少量训练单元杂波估计待测距离单元的杂波协方差矩阵(CCM),然后进行空时自适应处理;同时,该算法不需要样本独立同分布,在双基双动模式下对杂波的抑制性能较好,仿真结果验证了算法的有效性。