基于地基合成孔径雷达的弱目标检测性能分析

合成孔径雷达（SAR）是一种主动微波成像遥感技术,弱目标检测与分类是其重要应用之一。鉴于弱目标的有效检测与SAR系统参数密切相关,为系统地研究弱目标的散射特性及其检测性能与SAR系统参数的关系,本文提出了一种基于地基SAR进行弱目标检测的实验研究方法。首先通过构建室内实验场景,获取了多频多极化原始SAR回波数据并进行成像处理;接着分析了不同工作频率、不同带宽条件下塑料材质目标以及干沙覆盖目标的后向散射特性;最后讨论了极化方式对检测性能的影响。本文的实验方法和结果有助于进一步利用极化干涉SAR信息进行弱目标检测研究。     

基于曲线合成孔径雷达的三维目标特征提取

介绍了曲线合成孔径雷达(CLSAR)的基本概念,推导了CLSAR的chirp信号回波数据模型,并在此基础上对CLSAR的三维目标重建机理进行了详细的分析。指出由于旁瓣的影响,传统的基于FFT的反演成像方法在曲线孔径下不再有效,进而采用基于谱估计的RELAX算法实现三维目标的特征提取。最后,通过系统仿真,验证了CLSAR利用RELAX算法实现三维目标特征提取的有效性和优越性。     

导弹目标逆合成孔径雷达成像的仿真

该文应用物理光学法仿真出平面波以任意角度、不同频率入射时某型导弹的电磁散射回波矩阵,并利用快速傅立叶变换成像处理算法得出目标的像。导弹目标利用部件分解法进行了近似,并引进了散射矩阵的概念而简化了导弹目标回波相关数值计算复杂度,从而提高逆合成孔径雷达成像(ISAR)的实时性。文中运用信号处理相关理论对平面波在不同的入射角下逆合成孔径雷达对导弹目标所成的像进行了分析,所成像能精确地反映出目标地镜像散射区域及目标的旋转情况。此仿真结果表明物理光学法能够简单有效地计算出导弹目标的散射回波并对其进行逆合成孔径雷达成像。     

一种自适应的合成孔径雷达图像目标检测方法

目标检测是自动目标识别的一个重要步骤,论文提出了一种自适应的SAR图像目标检测方法,该方法采用基于Weibull分布模型的恒虚警率(CFAR)检测技术,将参考窗口分块,判断各子块类型,根据各子块类型不同,自适应选择参考样本确定阈值。在检测过程中,利用灰度和方差特征,预先排除明显不为目标的像素。对CFAR检测结果,利用目标基本形状特征排除虚警。实验证明,该方法在同质区和非同质区背景下都具有较好的检测性能。     

合成孔径雷达图像目标的卷积神经网识别框架

针对合成孔径雷达（SAR）图像目标识别问题,在卷积神经网的基础上,提出了一种新的识别框架。 该框架通过连接多个基本操作单元并以层次结构构造一个集特征提取和分类器训练于一体的端到端网络,同时利用深度网络的反向传播完成分类器对特征提取的反馈以改进特征的效果。 在 MSTAR开数据集上,该网络框架分类十类目标达到了98.61％ 的精度,与其他方法相比,有效提高了SAR 图像目标的识别精度。 所提框架能有效分类SAR 图像目标,具有良好的识别精度,且具备模块化结构,无须复杂预处理,实现简单。     

一种面向雷达工作流程的星载合成孔径雷达回波模拟

合成孔径雷达系统模拟是雷达系统设计最有效、最经济的检测方法,它可对雷达的功能、雷达的结果通过计算机进行模拟,改变参数就可获得不同地物、不同雷达参数、不同雷达模式的模拟结果。与设备仿真相比,它能快速实现并且不需高昂的成本。介绍了一种星载合成孔径雷达模拟方法,它以实际雷达信号的流程为依据,模拟雷达各部分的工作,更接近真实的模拟合成孔径雷达的回波。     

合成孔径雷达图像中的动目标速度联合估计

为估计复数合成孔径雷达图像中动目标的速度,本文基于对称散焦滤波技术设计了联合速度估计方法.对于一个动目标雷达图像,该方法首先利用一距离向速度值在距离多普勒平面将目标的距离多普勒轨迹沿距离向对齐,然后利用一方位向速度值构建的对称散焦滤波器沿方位向将该目标图像重新聚焦,得到两个新的目标图像.通过计算这两幅散焦图像的锐度差,可建立一个以距离向速度和方位向速度为变量的锐度差曲面.在曲面的峰值或谷底处即可得到目标速度的估计值.理论分析和实验结果表明了该方法的可行性和有效性.     

合成孔径雷达成像处理的数学原理

从理论上对ＳＡＲ成像处理过程中的距离向和方位向处理进行了数学描述,分析了匹配滤波器的构造的原理,推导了脉冲压缩算法的理论基础,给出了计算多普勒频移的公式,解释了合成孔径雷达距离向和方位向分辨率的成因。     

星载合成孔径雷达回波信号模拟源研究

论述了星载合成孔径雷达(SAR)回波信号模拟源的一种实时实现方法和基于PCI总线与CPLD的硬件设计。主要针对点目标模型和椭圆轨道模型,首先模拟点目标的方位向相位历程和天线方位向增益数据。通过PCI总线实现数据实时传输,利用CPLD形成的延时信号,触发线性调频源产生距离向的线性调频信号,经过模拟源移相、加权,最终形成系统回波信号。试验结果表明该方法设计合理,软、硬件编程灵活,为系统的更新换代以及今后分布目标模拟源的设计提供了很好的技术支持。     

建筑物目标高分辨率SAR图像模拟方法

随着TerraSAR-X,Cosmo-SkyMed和Radarsat-2等高分辨率合成孔径雷达(SAR)卫星系统的升空,星载SAR图像空间分辨率达到了米级。在这些高空间分辨率SAR图像中,单个建筑物结构的散射特征能够得到明显的展现,推动了SAR在城市监测中的应用。而城市环境的复杂性给SAR图像的解译和应用带来了巨大的挑战,由于SAR图像模拟有助于图像的解译和应用,因此城市目标高分辨率SAR图像模拟成为一个研究热点。提出了一种基于射线追踪法的图像模拟方法,它能够模拟城市目标SAR图像上叠掩、阴影和多次散射等主要特征,非常有利于SAR图像的解译。该模拟方法首先构建虚拟SAR传感器,发射电磁波射线与场景中三维模型相互作用,并接收回波信号成像,电磁波的传播以及与场景的多次散射在整个过程中都能够被追踪。为了评价该模拟方法的有效性,首先通过模拟平顶屋、尖顶屋模型的SAR图像,然后选择国家体育馆和大场景小区三维模型作为输入,将生成的模拟图像与真实TerraSAR-X聚束模式图像进行比较。结果表明:该模拟器能够模拟城市目标的散射特征并应用于图像的理解和变化检测。     

基于Vega软件的SAR实时仿真技术

进行合成孔径雷达（SAR）成像仿真是研究成像雷达的一个重要手段。本文在分析SAR成像仿真机理的基础上,提出了一种利用视景仿真软件Vega进行SAR实时成像的仿真方法。利用软件平台VC＋＋、Multigen Creator和Vega设计机载合成孔径雷达（SAR）成像仿真系统,分析了影响机载SAR成像质量的各种参数,论述了利用Vega的雷达仿真模块——RadarWorks开发机载SAR成像仿真软件的流程以及整体系统的实现等关键技术。     

SAR成像并行仿真中的通信延迟避免技术

对于分布存储的并行计算机系统,通信开销是并行仿真程序性能提升的首要优化因素。为减小结点间的绝对通信延迟,以典型合成孔径雷达(SAR)成像仿真程序——R-D程序为代表,研究SAR成像并行仿真中的通信延迟避免技术,包括减少通信次数、减小通信粒度、选择合适的通信块大小和采用高效的通信函数库4种方法。实验结果证明,经过通信延迟避免优化的SAR成像程序具有较高的网络带宽利用率,能获得明显的性能提升。     

干涉成像光谱遥感技术发展与应用

干涉成像光谱技术是遥感技术与应用的前沿与热点,因其高通量、高光谱分辨率和高成像稳定性等特点带来的巨大应用潜力而受到各国的普遍重视。从干涉成像光谱技术基本原理出发,系统回顾并评述干涉成像光谱数据在光谱复原、定标、大气校正三方面的主要进展,同时对国内外干涉型成像光谱仪的发展与应用加以介绍,指出基于HJ\|1A超光谱成像仪开展相关工作是加快我国干涉成像光谱技术发展的有效途径。     

一种新的LOG算子对SAR图像的边缘检测能力

在对SAR图像的分析和识别中,边缘的检测信息十分重要。针对传统的LOG算子的缺陷,本文提出了一种基于自适应中值滤波的改进LOG算子对SAR图像的边缘检测方法,在平滑图像内部区域的同时保留了更多的细节,提高了LOG算子对SAR图像的弱边缘检测能力,是一种有效的方法。     

雷达成像仿真研究综述

用于军事飞行模拟器训练的雷达成像,具有不受时间和空间的限制、可控、保密等特点,在模拟训练中起着重要的作用。本文概述机载火控雷达采用的RBM、DBS、AR这3种主要对地测绘方法,国内外战斗机雷达型号及其成像系统;总结国外雷达成像模拟软件及国内雷达仿真器研发的现状,对已有产品的优缺点、适用范围、所用技术做详细说明;介绍雷达成像模拟的主要方法及实现过程,将目前的雷达成像模拟方法划分为3大类：回波信号模拟、传递函数和雷达图像特征的融合;并预测雷达模拟仿真将向建立通用数据库、扩大成像范围、提高实时性和逼真度的方向发展。     

合成孔径雷达回波仿真技术研究

为了能在实验室中对弹载SAR进行仿真试验 ,该文讨论了弹载SAR回波仿真系统构成原理。随着高速数字器件的发展 ,使建立一个可以应用于室内弹载SAR仿真试验的的回波仿真系统成为可能。文章还探讨了目标仿真模型 ,从目标散射模型和几何模型两个方面来描述分布目标     

内波极性转变过程序列SAR图像仿真研究

基于Lynett和Liu的水平二维内孤立波传播模型,对内波的极性转变过程进行了序列SAR成像仿真研究。通过分析下降型内孤立波转变为上升型的序列SAR仿真图像,验证了内波极性转变时在SAR图像上出现信号减弱和特征消失的现象。对比于实地星载SAR图像,仿真结果也验证了内波在传播过程中受地形变化影响而出现的传播方向平行于等深线、分裂等现象。     

相位噪声对双基SAR成像影响仿真分析

通过仿真分析研究了振荡器相位噪声对双基SAR成像的影响。根据振荡器相位噪声的幂律模型,建立了含有相位噪声的双基SAR相位同步误差模型。利用白噪声滤波法得到幂律谱中有色噪声的时域序列,在回波仿真过程中注入相位噪声,通过双基SAR成像处理和点目标质量评估,对比分析了在不同分辨率下相位噪声对成像性能的影响以及高分辨率成像对噪声的要求。仿真发现相位噪声主要使方位向PSLR、ISLR变大并使旁瓣上升,其中积分旁瓣比和峰值旁瓣比对噪声最敏感,并且方位向分辨率越高对噪声越敏感。文中的分析方法和结论对于双基SAR的工程实现具有一定的指导意义。     

SAR扩展场景原始数据时域频域模拟方法

该文以机载SAR系统回波信号模型为基础,详细阐述分布目标原始数据模拟的两种最基本的方法,给出模拟的步骤和场景目标的仿真结果,通过实验结果的比较得出两种方法的优劣性。     

城市建筑物SAR图像模拟综述

随着空间分辨率的提高,SAR在城区的应用越来越广,而SAR图像的模拟能提高其应用水平。本文回顾了城市建筑物SAR图像模拟的整个发展历程和现状,分析比较了两种模拟方法,指出了模拟过程中的几个关键问题,最后总结了模拟在城市中的应用。