对称目标的ISAR成像横向距离定标方法与性能分析

目标横向定标是实现目标模板匹配识别和特征提取的基础。该文利用横向多普勒频率和横向坐标位置的近似正比关系,基于对称目标的对称轴垂直于对称点直线,给出了对称目标转角估计和横向定标新方法。其次给出了定标参数估计误差表达式,定量分析了影响定标参数估计误差的各因素。最后用弹头模型转台成像和外场飞机ISAR数据成像对该方法进行了仿真验证。该方法结构简单,运算量非常小,在合作机动目标ISAR成像定标方面有很好的应用前景。     

等变加速旋转目标ISAR成像距离-瞬时多普勒法

对于机动飞行目标的逆合成孔径雷达(ISAR)成像，当目标近似做等变加速旋转时，其散射点回波为多分量多项式相位信号，此时采用匀加速旋转模型进行距离-瞬时多普勒成像误差比较大，会产生大量虚假散射点。文中对目标回波信号采用分段线性调频信号进行近似，得到了不同时刻的高质量的ISAR瞬态像，仿真数据成像结果表明文中方法的可行性。     

基于时频分析的机动目标ISAR成像

文章从ISAR成像基本原理出发,对机动目标的ISAR成像处理过程作了详细的分析,将时频分析方法应用到机动目标ISAR成像中,并对其进行了仿真研究,得到了机动目标的距离—瞬时多普勒像。仿真数据和实测数据处理的结果表明,与直接用距离—多普勒成像算法相比,该方法得到的ISAR图像质量有明显的提高,从而说明该方法在ISAR成像的工程应用中具有一定的参考价值。     

稀疏采样数据大转角高分辨ISAR成像技术研究

针对方位向稀疏采样条件下,大带宽大转角ISAR高分辨成像时,转动分量引起的一维距离像中目标散射点的距离走动和空变二次相位问题,研究了一种稀疏采样数据ISAR高分辨成像方法。对于方位向稀疏采样数据,该方法在包络对齐和相位补偿后,将Keystone变换和稀疏恢复相结合,实现方位向稀疏采样数据距离走动校正和缺失采样位置一维像重建,接着采用基于LVD变换的二阶相位估计方法对二阶转动相位进行估计并补偿,完成高分辨成像。计算机仿真和暗室测量数据验证了该方法的有效性。     

基于自适应核时频分布的机动目标ISAR成像

具有复杂姿态运动的目标由于其多普勒的时变性,使得传统的逆合成孔径雷达(ISAR)距离多普勒算法成像模糊,时频分析技术是解决该问题的有效途径之一.在详细分析复杂姿态运动导致的目标回波多普勒相位非线性特性的基础上,利用白适应核时频分布进行ISAR瞬时成像,并给出了一种新的自适应高斯核函数的参数估计方法.仿真数据和外场实测数据成像结果证明了该方法的有效性.     

应用于ISAR大转角下的沿视线插值算法

极坐标格式算法(PFA)在逆合成孔径雷达(ISAR)成像算法中主要运用插值算法来解决目标散射点越距离徙动问题,其插值方法的选择决定了成像效率和运算速度。提出了一种沿雷达视线插值的方法,建立了ISAR大转角目标几何模型,对其进行理论推导得到方位向的精确插值形式,并对因非均匀采样造成的形变进行方位重采样。仿真实验表明,相较于传统插值算法,该算法有着运算速度更快、聚焦性更好的优点。     

逆合成孔径雷达系统建模与仿真

逆合成孔径雷达(ISAR)可以获得运动目标的高分辨图像,具有广阔的应用前景,然而ISAR研究面临着缺乏实验平台和数据支撑的困难。首先,介绍了ISAR成像原理;然后,按照ISAR成像流程,将仿真系统划分为引导信息、回波信号、信号处理、二维成像、宽带识别等模块,建立了各个模块所包含的数学模型与仿真模型;最后,设计了ISAR数学仿真系统的系统功能和模块交互结构,给出了系统实现。应用表明,该系统具有灵活的内部结构和较为通用的交互接口,有利于不同算法的内嵌,可以为ISAR技术研究提供仿真平台和仿真数据支撑。     

空间自旋运动目标的ISAR成像研究

逆合成孔径雷达(ISAR)是空间目标探测的重要途径.文中对空间自旋运动目标的ISAR成像进行讨论.根据目标自旋运动规律,建立和分析了ISAR回波信号模型,重点分析自旋目标的成像机理,研究了自旋对目标ISAR成像的影响.基于ISAR成像的原理,建立了计算目标ISAR投影像的方法.仿真实验验证了ISAR投影像计算方法的有效性和自旋对ISAR成像影响分析的正确性.该投影像算法也适用于空中目标成像的讨论.     

基于压缩感知的宽带成像雷达Chirp信号回波的压缩和重构

针对宽带成像雷达chirp信号回波按照带通采样定理采样得到的数据量大所导致的存储压力大的问题,本文提出基于压缩感知的chirp信号回波压缩和重构方法,首先就回波是否可压缩,利用chirplet变换分析了chirp信号回波的稀疏性,在信号稀疏的基础上,应用chirplet变换给出了可应用于压缩感知的稀疏字典及其简化形式,并证明了所给出的简化形式稀疏字典满足信号重构的条件。最后给出了回波的压缩和重构方法并结合ISAR成像进行了数字实验,先在目标转动加平动模型下,进行了数据的压缩和重构,通过比较重构信号和原信号的时域波形、高分辨距离像和ISAR成像结果,验证了本文的方法。最后仿真分析了重构误差随信噪比的变化曲线,说明了本文的方法对信噪比的要求。      

采用二阶Keystone变换的机动目标ISAR成像算法

针对具有复杂运动的机动目标在相干成像时间内产生的一阶距离徙动和二阶距离徙动的问题,本文提出了基于二阶keystone变换的二维ISAR成像算法。文章首先结合去调频接收机技术,建立并分析了机动目标的回波信号模型,并对回波信号使用二阶keystone变换以去除二阶距离徙动。然后,采用分数阶傅里叶变换（FrFT）估计二阶keystone变换后新生成的二次相位项的调频斜率,并依此补偿该二次相位项。对补偿后的回波信号再次使用二阶keystone变换去除一阶距离徙动。最后,对回波信号使用2D FFT获取机动目标的高分辨2D ISAR图像。数值仿真和实测数据成像结果验证了本算法的有效性。      

基于FRFT的机动目标ISAR成像算法

研究目标机动性不太剧烈、散射点子回波序列多普勒变化满足一阶近似条件下的机动目标ISAR实时成像问题.提出了一种新的基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的机动目标ISAR距离一瞬时多普勒成像算法,用FRFT代替传统的快速傅里叶变换(FFT)实现目标的方位向分辨,利用目标运动的先验信息缩小算法的搜索范围,提高运算效率.实测数据处理结果表明该算法较好地解决了机动目标成像问题.与已有的机动目标成像算法相比,该算法在保证成像质量的前提下,大大减小了运算量,可用于机动目标实时成像.     

基于SVA算法和时频分析的ISAR成像

研究了时频分析在ISAR成像中的运用,论述了一维SVA算法和改进的二维SVA算法在提高图像分辨率、降低信号自身旁瓣电平方面的优势。在此基础上,提出将两者联合运用到机动目标的逆合成孔径雷达成像中,改善了传统的距离-多普勒算法对机动目标成像的模糊现象。实验结果证明了此方法的正确性和有效性。     

压缩感知机动目标ISAR成像新方法

基于Fourier基的压缩感知（Compressed Sensing,CS）算法已被成功应用于平稳运动目标的逆合成孔径雷达（Inversed Synthetic Aperture Radar,ISAR）成像。但由于建模时对ISAR回波方位相位高次项的忽略,Fourier基矩阵对机动目标回波数据方位信息的稀疏表示失效,导致对机动目标的成像在方位向模糊。鉴于时频分析技术良好的时频局部化特性,将其引入到雷达回波方位向分析中,以改进用于表示雷达回波数据的稀疏基,实现对选定时间切片内回波数据多普勒频率的稀疏表示。改进后的基矩阵在通过CS技术解析回波在时间切片内方位信息的同时,又保证了利用有限数据成像的分辨率。与基于Fourier基CS成像等现有方法相比较,新方法在方位向的成像质量上有较大改进。仿真实验验证了算法的有效性。     

基于时频分析的ISAR成像

传统的逆合成孔径雷达(ISAR)成像算法用傅里叶变换进行频谱分析,对机动目标的成像会导致成像模糊。本文应用短时傅里叶变换(STFT)、魏格纳分布(WVD)、平滑伪魏格纳分布(SPWVD)几种时频分析方法对机动目标进行瞬时成像。仿真和实验结果表明,通过该方法能得到清晰的目标的距离-瞬时多普勒像。     

基于GRECO的复杂目标ISAR图像仿真

提出一种与图形电磁计算方法相结合的1SAR图像实时仿真方法.利用图形电磁计算(GRECO)方法得到运动目标的电磁散射数据,通过发射线性调频信号得到运动目标的雷达回波,并对仿真回波进行ISAR成像处理.与传统采用点目标仿真不同,该文是对实际三维目标直接仿真成像,更加接近实际,更加适合应用与成像效果分析、算法改进和抗干扰方面的研究.对于目标表面散射场的分析,是基于高频预估理论:采用物理光学(PO)法与物理绕射理论(PTD)来进行计算.从对复杂目标的仿真结果来看,该方法是准确有效且具有实时性的.     

High-resolution ISAR imaging of maneuvering targets by means of therange instantaneous Doppler technique: modeling and performance analysis

Very high resolution inverse synthetic aperture radar (ISAR) imaging of maneuvering targets is a complicated task. In fact, the conventional range Doppler (RD) ISAR technique does not work properly when target motions generate terms higher than the first order in the phase of the received signal relative to each scatterer. This effect typically happens when at least one of these situations occur: (1) very high resolution images are required; (2) the target maneuvers; and (3) the target undergoes significant angular motions (roll, pitch, and yaw). A novel ISAR technique, named range instantaneous Doppler (RID), has been proposed for the reconstruction of very high resolution images of maneuvering targets. In this paper, we analytically show that the RID technique works properly when high-resolution ISAR images are required of maneuvering and/or rolling, pitching, and yawing targets; we also quantify the performance improvement of the RID technique with respect to the RD technique. The problem is tackled from an analytical point of view. First, we define a new model of the ISAR received signal that is valid for maneuvering targets, then we derive and compare the analytical expression of the point spread function (PSF) for the two techniques. Furthermore, we perform a statistical analysis to evaluate the improvement of the RID technique versus the RD technique in terms of spatial resolution. Finally, we prove the effectiveness of the RID technique by simulating the imaging process for two different targets: (1) a ship that undergoes roll, pitch and yaw motions and (2) a fast maneuvering airplane.     

基于Radon—ambiguity变换的ISAR成像算法

非匀速旋转目标和机动目标成像是逆合成孔径雷达(ISAR)技术的一个重点和难点，经典的距离-多普勒(RD)算法对其成像效果不佳。本文首先分析了ISAR成像回波信号模型，然后在对目标多普勒变化曲线作一阶近似的条件下提出了基于Radon—Ambiguity变换(RAT)的ISAR成像算法。最后进行仿真实验，仿真实验结果表明了该方法的有效性。     

基于器官跟踪的人脸实时跟踪方法

头肩序列图像的人脸跟踪有着广泛的应用,但目前的大多数跟踪算法难以同时满足精确与快速的要求.本文提出了一种基于器官跟踪的人脸实时跟踪算法,利用形态学运算对嘴进行跟踪,进而通过对人脸对称性的分析,实现了对头肩序列中人脸的跟踪.由于算法只涉及简单的形态学运算^[1]和局部的旋转运算,速度达到实时要求,同时人脸对称性的分析保证了跟踪结果的精确性.     

基于Chirplet变换和压缩感知的空中颤振目标稀疏成像

针对在逆合成孔径雷达（ISAR）成像过程中目标非合作性机动导致的方位孔径稀疏现象与目标主体颤振引起的微多普勒效应相叠加对成像造成的影响,建立了颤振目标稀疏ISAR成像模型,分析了孔径稀疏和目标颤振对成像造成的影响,提出了一种基于Chirplet变换和压缩感知（CS）重构的成像方法,获得了颤振目标的高质量成像结果。仿真实验验证了该方法的有效性。