空间轨道目标ISAR成像方法

研究了高速空间目标逆合成孔径雷达(Inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像问题;根据空间目标回波模型提出了先进行速度补偿再进行平动补偿的ISAR成像方法。研究了高速运动目标回波模型,针对空间目标回波为线性调频信号的特点,提出采用CLEAN算法的线性调频信号参数估计方法对回波进行速度补偿。最后对自旋和非自旋两类轨道飞行目标成像进行了分析。仿真结果验证了理论分析的正确性和成像方法的有效性。     

近地轨道多目标ISAR成像方法研究

空间目标的逆合成孔径雷达(ISAR)图像包含丰富的信息.但足当雷达波束中包含多个运动目标且目标在距离维无法分辨时,很难得到多目标ISAR图像.通过对回波信号的分析,建立了宽带线性调频雷达信号的近地轨道多目标ISAR成像模型.在分析了空间目标的高速运动对多目标成像的影响后,提出了用商阶模糊度函数积进行多分量多项式相位信号参数估计的方法.利用估计的参数进行同波分离、速度补偿,消除目标高速运动对多目标成像的影响.最后通过仿真验证了分析结果的正确和算法的有效.并提出了近地轨道多目标成像的一般方法.     

复杂运动目标雷达成像研究进展

雷达成像是获取目标精细结构特征的重要技术途径.对于复杂运动目标,传统基于距离-多普勒(range-Doppler,RD)原理的逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像性能下降:在距离维上,高速运动导致一维距离像展宽,且雷达系统硬件能力制约了大带宽实现,约束成像纵向...     

基于ISAR成像的目标大角度RCS外推

传统逆合成孔径雷达(ISAR)转台成像算法对目标进行成像后只能外推小角度区域雷达散射截面(RCS)。针对这一问题,建立了大转角转台成像系统,提出了一种基于近场微波成像的RCS外推算法,分析了近场大转角转动带来的越距离单元徙动问题。通过将距离与方位域解耦,并对方位方向进行圆周卷积运算,得到高质量的目标成像,进而可以外推目标360度方位的RCS,并与传统ISAR小角度成像算法进行比对。仿真结果表明,外推算法不仅可以对目标进行成像,诊断目标的强散射点位置,还可以用来做远区RCS大角度外推,并结合成像结果分析目标散射机理。     

基于稀疏线性调频步进信号的ISAR成像

线性调频步进信号在简化雷达系统设计的同时,也存在对高速运动目标易出现Doppler模糊的问题,因此研究如何提高其等效的重复频率具有重要意义.由于ISAR目标的后向散射场具有较强的稀疏性,即大部分能量仅由少数散射中心贡献,所以本文基于稀疏信号表示理论,通过对目标回波模型的分析,提出了一种基于稀疏步进频率信号的逆合成孔径雷达成像方法.该方法通过随机地选择线性调频步进信号的部分子脉冲进行发射,然后使用稀疏信号分解的方法对目标图像进行重建以得到目标的二维高分辨图像.该方法以计算资源为代价,能够有效地去除方位Doppler模糊,同时还能够压低旁瓣并得到超分辨的图像.仿真和实测数据处理结果验证了本文方法的有效性.     

FFT在ISAR成像中的应用

提出了两个提高成像效率的方法,即选取特定的距离单元来进行方位聚焦和通过一定的预处理,使得能够直接应用FFT来实现方位聚焦,并编制成像程序,利用模拟回波信号获得了清晰的目标图像.     

基于波束空间的MUSIC超分辨ISAR成像*

研究ISAR成像模型,针对MUSIC（多信号分类）成像算法中运算量大、分辨门限高,且散射点数目难以确定等局限性,提出基于波束空间的MUSIC（BMUSIC）超分辨成像算法。利用新的盖世圆盘方法准确判定散射点数目,通过波束空间处理,有效地降低了计算复杂度,同时抑制了噪声影响。理论分析和仿真结果表明,该方法在提高计算效率的同时,减小了算法对噪声的敏感度,改善了成像质量。     

顺轨机载InSAR海面运动舰船成像

研究了顺轨双天线机载干涉合成孔径雷达（InSAR）的海面运动舰船目标成像问题.分析了船体散射点三维运动对舰船目标成像的影响,给出了顺轨InSAR对舰船目标成像的信号处理流程.利用双通道干涉对消处理,检测出存在三维运动的散射点,并对其信号相位进行估计.通过对存在三维运动的散射点实施相位补偿,改善对舰船目标成像效果,InSAR仿真数据的处理结果表明了本文方法的有效性.     

太赫兹波科学与技术

太赫兹波是一个非常有科学价值但尚未被完全认识和利用的电磁辐射区域，它在成像、医学诊断、安全检查、信息通信、空间天文学乃至军事等领域都有着广阔的应用前景。从总体上介绍了太赫兹波的独特性质、应用领域，阐述了太赫兹波的产生、太赫兹波探测的机理和方法，并简单讨论了太赫兹技术的发展前景：被誉为21世纪影响人类未来的十大技术之一的太赫兹波科学技术，将会在未来的数十年间逐渐成熟并得到广泛的应用。     

难例挖掘在太赫兹成像目标检测中的应用

太赫兹成像中的隐蔽物体检测是公共安全和反恐的迫切需要.由于太赫兹成像质量差,在太赫兹图像上的目标检测比在计算机视觉领域常用的公共目标检测数据集上要困难得多.文中收集了一个多目标的主动太赫兹成像数据集.针对样本不平衡问题,对比了RetinaNet使用交叉熵和Focal Loss作为损失函数时的检测性能.针对那些检测效果较...     

基于距离徙动轨迹的空间目标ISAR联合运动补偿算法

针对空间高速运动目标的运动特征,分析目标距离徙动轨迹（Range migration trajectory,RMT）与等效运动模型,提出了一种基于距离徙动轨迹的联合运动补偿算法。该算法依据距离像全局熵值最小化原则,从RMT中估计出目标的平动参数,根据平动参数分别补偿距离像偏移并校正一维距离像畸变,从而实现对空间目标回波的距离对齐和脉内走动的联合平动补偿。仿真和实测数据处理结果表明该算法准确性较高,更重要的是,距离对齐步骤不会引入随机偏移误差和相位误差,这也是应用高分辨成像方法的前提条件。     

ISAR imaging via sparse frequency-stepped chirp signal

Frequency-stepped chirp signal can simplify the designation of radar system.However,it has a shortcoming of Doppler ambiguity for high-speed moving targets.Therefore,it is of great significance to study how to increase its equivalent pulse repeat frequency.The back scattering field of the ISAR target has strong sparsity;that is to say,most energy is contributed merely by a few scattering centers.Hence,based on the theory of the sparse signal representation,a novel method for ISAR imaging via sparse frequency-stepped chirp signals is proposed by analyzing the signal model of the target.In the proposed method,part of sub-pulses of the frequency-stepped chirp signal is randomly selected to transmit,and then the 2D high-resolution image of the target can be constructed by sparse signal decomposition.At the cost of computational resources,the method can effectively resolve the problem of Doppler ambiguity,decrease the sidelobes and obtain a super-resolution image.Furthermore,the validity of the proposed approach is confirmed by the results of numerical simulations and real data.     

绕环天线的干涉ISAR测高算法

提出了两副雷达天线在平面内绕环时的干涉逆合成孔径雷达(Inverse synthetic aperture radar, ISAR)成像算法.现有的干涉ISAR成像研究通常忽略了天线几何位置对成像影响,将天线设置为仅在高度上有差别的两副垂直天线.针对这一情况,本文推导了当两副雷达天线不垂直时、特别是在平面内圆周绕环时的干涉ISAR测高算法.研究结果表明,干涉ISAR高程测量不仅与基线长度有关,还与散射点横距坐标有关,于是需要对散射点横距进行估计.仿真结果验证了在此情况下干涉ISAR测高公式的正确性,并进一步分析了天线基线与有效基线之间夹角的变化对测高精度的影响.经统计,目标高度平均测量误差低于3%,几乎达到原两副天线垂直时的测高精度.     

一种基于Tsallis熵的逆合成孔径雷达距离对准方法

距离对准是逆合成孔径雷达(ISAR) 成像处理中运动补偿的关键步骤,其对准质量影响最终的ISAR成像质量。在传统的基于Shan non熵的距离对准方法基础上,本文给出一种新的基于Tsallis熵的距离对准方法,即引入非 广延Tsallis熵,来衡量合成距离像的锐化度,并对距离平移量进行估计。详细分析了Tsall is熵的特性和用于距离对准的可行性,并通过仿真和实测数据,来验证基于Tsallis熵的距 离对准方法的性能。结果表明,相比基于Shannon熵的距离对准方法,基于Tsallis熵的距离 对准方法具有较好的抗噪声性能,并且可获得更好的距离对准效果。     

基于分数阶傅里叶变换的ISAR横向定标

逆合成孔径雷达的横向定标是确定横向像素代表的真实尺寸、进行目标几何特征提取的前提。本文研究了一种基于分数阶傅里叶变换（Fractional Fourier transform,FrFT）的横向定标方法,利用回波信号在慢时间域为线性调频信号的特性,使用FrFT方法得到信号在不同分数阶傅里叶域的能量聚集性,估计目标回波信号多普勒调频率,求得转动角速度,进而完成横向定标。仿真实验验证了算法的有效性和准确性。     

ISAR成像中PFA算法在MTRC中的应用

逆合成孔径雷达(ISAR)转台成像中散射点越距离单元徙动(MTRC)时有发生.在小目标远场情况下,极坐标格式算法(PFA)能够基本消除MTRC,这种算法需要在空间频域进行从极坐标分布到直角坐标分布的二维插值.文中就如何运用PFA算法解决MTRC问题进行了较深入地分析,在距离向给出滤波插值法,并提出了新的补域插值法,方位向则运用斜线投影方法,最终将扇形区域转换为矩形区域.仿真结果表明,此算法比线性距离-多普勒(R-D)算法能更有效的处理MTRC现象;在距离向插值中将滤波法与补域法做了比较,后者计算速度更快.     

逆合成孔径雷达外场数据成象结果

介绍了逆合成孔径雷达（ＩＳＡＲ）实验系统外场数据的处理结果，简要叙述了ＩＳＡＲ信号处理的两个关键问题，即运动补偿和成象。对三种飞机在一系列飞行试验中的外场数据进行了处理，对大型喷气飞机ＹＫ－４２、小型喷气飞机“奖状”和大型螺旋桨飞机安－２６，在航线的直线段和转弯段，都得到了较好的成象结果     

目标高程对SAR图像中目标位置偏差的影响

利用合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)干涉技术对目标场景进行三维成像时,目标自身高度会引起其在图像上产生相应的位移,从而导致数字地形高度图(Digital elevation model,DEM)中目标位置与实际观测场景中目标位置存在偏差.本文提出了一种新的雷达地面目标定位方法,通过详细分析雷达图像中目标位移的原因,具体推导了目标在方位向和距离向上的位移量与成像几何,目标高度之间的数学关系,提供了修正目标位置的理论依据.通过仿真实验,证明了本文理论分析的正确性.