合成孔径雷达成像中频带分割与子带处理技术研究

采用多收多发孔径的合成孔径雷达(SAR)可以获得较常规SAR更宽的测绘带和更高的空间分辨率。该文将频带分割技术应用到多收多发孔径SAR成像中,在实现方位向高分辨率的同时获得距离向高分辨率。针对同步收发的子带脉冲信号,提出了一种时域先合成再脉冲压缩的方法,并对频域子带先脉冲压缩再合成的方法进行了扩展,提出了非零中频子带脉冲压缩合成的方法,仿真结果证明了方法的有效性。文中研究了子带载频差对压缩结果及成像的影响,并通过计算机仿真分别对两种相位差的影响进行了说明。     

MPEG中子带滤波的算法优化和仿真实现

子带滤波器组是MPEG数字音频编解码的重要模块。介绍了在音频编码中滤波器组的作用和地位，描述了滤波器组的工作原理并且以减少运算量和数据量为目的对标准中的子带滤波算法进行优化。同时以MATLAB作为评估平台验证了该优化算法的正确性和高效性。     

自由视点视频系统中虚拟视合成及校正方法

根据多视点视频中的几何约束关系,提出了一种基于图像的新视点重建方法,能够根据所选择方位重建虚拟视;针对虚拟视中合成误差,提出了基于平面扫描的校正方法,最终获得了主观质量和客观质量均优于传统方法的虚拟视。     

合成孔径雷达子孔径相位定标方法分析

斜距定标技术是获取高精度SAR(Synthetic Aperture Radar)图像的重要环节之一。传统斜距定标方法通过POS(Position and Orientation System)数据和地面控制点坐标对斜距进行测量,对POS系统的精度有很高的依赖性,且需要获取地面控制点的精确位置信息。为降低斜距定标对POS精度与地面控制点位置精度的要求,该文提出了一种基于子孔径相位的定标方法,通过构建基于SAR子孔径相位的测角模型,利用Cramer-Rao界定量分析其测角精度,并给出了子孔径相位的测距定标模型与精度分析。文章最后分析了子孔径相位定标方法的优势。      

一种基于哈达玛变换的子带分解／合成

本文在分析ＱＭＦ子带分解／合成的基础上介绍一种基于哈达玛变换的子带分顺合成器，它不存在通常的边界失真，最后给出了算法比较。     

基于子带合成的超宽带雷达杂波建模与仿真

该文利用子带合成和广义平板模型,分别在不同的入射角和相对带宽条件下进行超宽带雷达地杂波建模、仿真,并对杂波统计特性进行分析.首先根据地形将地面划分成若干个小区域(称为广义平板);把超宽带信号划分成一系列子带(窄带);然后得出各子带信号在平板模型下的杂波反射系数(),最后通过子带合成的方法获得超宽带雷达地杂波模型.通过仿真发现,超宽带雷达地杂波随着入射角或相对带宽变化时,杂波的统计分布也跟随变化;但超宽带雷达杂波的概率密度函数曲线具有"低重心和重拖尾"的共性,且随着相对带宽的增加,拖尾加重.仿真结果证明了"频率分割子带合成"法的可行性.     

通道失配对多通道子带合成SAR性能的影响分析与补偿

通道间的不一致性会降低多通道子带合成SAR的成像性能,必须设法补偿。该文提出了一种基于原始数据的通道间幅相误差的补偿方法。在采集子带合成数据前,先发射和接收一段单一子带信号,并利用各通道信号间的多普勒谱关系来提取通道误差。它不需要借助额外的内定标通路,从而大大简化了系统设计。实测偏置相位中心方位向多波束数据处理结果表明,这种方法对于子带合成通道间的幅相补偿具有较高的实用性。     

星载合成孔径雷达二维闪烁相位误差校正方法研究

分析了电离层闪烁效应对低频段星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)方位向分辨率的影响, 并基于二维相位屏方法生成了距离向空变的闪烁相位误差.传统的相位梯度自聚焦(Phase Gradient Autofocus, PGA)方法难以适用于二维空变相位误差校正, 而本文基于闪烁相位误差在距离向具有连续性的特点, 在一定规则基础上将整幅图像划分为若干个子孔径, 对每个子孔径图像利用PGA方法进行相位误差估计, 再将得到的各子孔径相位误差进行插值运算, 从而得到整幅图像的闪烁相位误差.仿真结果表明:相比于传统PGA方法, 子孔径PGA方法可以有效解决二维空变闪烁相位误差对图像方位向分辨率的影响, 校正后的图像得到很好的恢复, 方位向分辨率明显提高.     

高分辨率机载SAR多子带合成误差补偿方法

合成孔径雷达(SAR)能够实现高分辨率成像,在遥感领域发挥着不可替代的作用,在军事和民用方面都有着广泛的应用。高分辨率SAR需要宽带收发系统,为了缓解大带宽对信号接收和采集设备的压力,对发射的宽带信号采用子带分割方法,在信号处理中通过对子带回波进行合成获得高分辨率图像。针对在子带合成时子带内和子带间误差会严重影响最终的图像质量,提出了一种基于实测数据的子带合成误差补偿方法。利用定标数据补偿子带内误差,利用回波数据补偿子带间误差,最终实现了多子带误差补偿,并利用机载SAR实测数据验证了方法的正确性和有效性。     

一种基于频域子带合成的多发多收高分辨率SAR成像算法

针对传统单通道SAR系统无法同时实现方位向高分辨率和大测绘带宽的不足,该文研究了一种基于多载频LFM波形的方位多孔径MIMO SAR系统,建立了相应的几何模型,详细推导了其回波表达式,并提出了一种基于频域子带合成的MIMO SAR高分辨率成像算法.该算法将方位向多普勒解模糊,改进的距离向频域子带合成和CS成像算法相结合...     

MIMO-SAR等效相位中心误差分析与补偿

 受等效相位中心误差的影响,多输入多输出合成孔径雷达(MIMO-SAR)方位成像结果存在"假峰"而导致成像质量下降.基于MIMO-SAR回波模型,本文推导了等效相位中心误差的解析表达式,并定量研究其对方位成像质量的影响.分析指出周期性的二阶相位误差是等效相位中心误差的决定因素,补偿该项误差能有效克服"假峰"的影响.理论分析和数值试验验证了本文分析和补偿方法的有效性.     

干涉合成孔径辐射计的相位误差分析

干涉合成孔径辐射计是一种被动成像手段,可以根据目标和背景的亮温差别,实现目标探测功能,在揭露伪装、发现隐蔽目标方面有应用价值。介绍了干涉综合孔径辐射计成像基本原理,给出了一种毫米波干涉综合孔径成像系统的系统结构,分析了通道间相位误差对其性能的影响,设计了消除相位误差的校准方案,并对校准方案进行了仿真分析。     

带探头补偿近场-口径场的反演与诊断

基于探头与被测天线之间的耦合方程,研究了带探头补偿的口径场反演算法。文章主要分析了由近场数据反推到口径场幅相数据的具体过程。为了证明算法有效性,在暗室对某阵列天线进行了算法验证。分别比较了无探头补偿的口径场分布以及美国NSI软件的运算结果。结果表明,该算法数值精度高,有很好的工程实用性。     

旋转镜像综合孔径空间频率均匀采样方法

在地球静止轨道卫星上实现高分辨率微波辐射测量是微波遥感的重要研究内容。综合孔径系统的较高复杂度和镜像综合孔径系统组合测量在卫星平台上实现困难等问题,使得高分辨率微波辐射测量难以实现。因此提出旋转镜像综合孔径空间频域均匀采样方法。其核心思想是采用两个反射面提高空间分辨率,通过阵列旋转固定角度获得均匀频率采样实现图像重建。理论和仿真结果均表明:旋转镜像综合孔径空间频域均匀采样方法采用较少的天线数目实现了高分辨率测量,获得较好反演结果,同时用阵列的转动代替反射面的平动解决镜像综合孔径微波辐射测量在卫星平台上实现困难的问题。     

L波段宽带低相噪VCO的设计与制作

提出了一种基于PCB工艺的L波段宽带低相噪VCO电路拓扑结构.采用基极和发射极双端调谐的方式,并引入可变电容反馈,实现了电路的超宽带.同时在低损耗的FR4基板上制作微带小电感以形成高Q谐振器,降低了VCO的相位噪声.基于此方法设计得到的L波段宽带VCO比同类薄膜工艺产品相位噪声低了5 dB以上.     

基于二次虚拟孔径扩展的双基地MIMO雷达相干分布式目标中心角度估计

该文提出了基于二次虚拟孔径扩展的双基地MIMO雷达相干分布式目标中心角度估计算法。首先构造了基于非均匀阵列的具有相同确定性角信号分布函数和分布参数的相干分布式目标的双基地MIMO雷达信号模型,再利用基于最小冗余的差分共置阵列思想,实现了阵元二次虚拟扩展;然后通过构造置换、去冗余和换维矩阵,得到了新的协方差矩阵;最后利用ESPRIT算法思想,估计出相干分布式目标的发射、接收中心角,并且实现了角度参数的自动配对。由于该文算法实现了阵元二次虚拟扩展,因此相比于传统MIMO雷达能识别更多的目标,具有更高的估计精度。实验仿真结果证明了该文算法的有效性。     

基于稀疏综合孔径天线的艇载成像雷达研究

 基于稀疏综合孔径天线概念,研究了平流层飞艇载对地观测成像雷达系统中的重要问题.提出了稀疏阵时分多相位中心孔径综合方法,该方法使得综合后的相位中心在数量上和分布情况上与满阵天线相同,从而避免了稀疏阵旁瓣较高的问题;利用模拟退火算法对阵列进行了优化,以使实际使用的阵元最少;为提高系统作用距离,采用多频正交信号形成多发多收的工作模式,通过频率拼接提高距离分辨率;由于综合孔径天线阵列长度远小于场景宽度,系统采用了子孔径成像方法,并将曲线拟合和自聚焦处理相结合,解决了存在阵列形变误差时的精确成像问题.仿真结果表明了本文方法的有效性.     

一种实用的抗混叠星形天线阵列布局

8mm毫米波段综合孔径微波辐射计成像时,由于接收机尺寸的限制,基线最小间距过大,没有不混叠区域。背景对消法能消除小尺寸可移动物体成像中的混叠问题。而对于不可移动物体成像时,不能使用背景对消法来消除混叠。为了解决这种情况的混叠问题,本文提出了一种带子Y阵列的星形天线布局,这种布局能够将最小间距减小一半,因此能减少混叠程度。通过比较这种布局与Y形布局的仿真结果,表明此星形天线布局混叠较小,成像质量较高。     

一种基于稀疏先验的综合孔径展源辐射成像统计反演方法

确定性的综合孔径辐射计反演方法没有考虑亮温分布先验信息的统计特性.针对亮温分布具有非连续特性的展源,本文提出了一种基于稀疏先验的综合孔径展源辐射成像统计反演方法.根据该方法,采用修正的差分算子提取亮温非连续分布展源中隐含的稀疏先验,建立稀疏先验概率分布的多层先验等效高斯模型,将图像反演等效为该模型超参数估计,并采用期望最大化算法估计该模型超参数.仿真和实验结果表明:与现有的综合孔径辐射计确定性反演方法相比,本文提出的反演方法不仅能有效提高反演图像的准确度,而且对综合孔径辐射计的各种误差鲁棒性更强.     

星载MIMO-SAR与距离向DBF相结合系统研究

 将星载MIMO-SAR系统与距离向数字波束形成技术相结合,设计了DBF-MIMO-SAR系统,能够解决星载MIMO-SAR系统距离模糊较大的问题.该系统方位向各孔径不是同时发射信号,而是按照一定的时间顺序,顺序发射.接收回波时,各孔径同时接收,在距离向使用DBF技术,分离回波信号和抑制距离模糊.同时分析了DBF-MIMO-SAR系统主要系统参数,包括脉冲重复频率、孔径间发射脉冲延时、雷达方程、数据率.仿真结果表明,该系统能有效地实现高分辨率宽测绘带模式,减小距离模糊和方位模糊.