IMAGING ANALYSIS OF FREQUENCY MODULATION CONTINUOUS WAVE SYNTHETIC APERTURE RADAR IN NEAR RANGE MODE简

Frequency-Modulation Continuous-Wave Synthetic Aperture Radar （FMCW SAR） has shown great potential in the applications of civil and military fields because of its easy deployment and low cost. However, most of these work and analysis are concentrated on airborne FMCW SAR, where the characteristics of the ilnaging geometry and signal are much similar to that of traditional pulsed-SAR. As a result, a series of test campaigns of automobile-based FMCW SAR were sponsored by Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences （IECAS） in the autumn of 2012. In this paper, we analyze the imaging issues of FMCW SAR in automobile mode （named as near range mode）, where a vehicle is used as moving platform and a large looking angle is configured. The imaging geometry and signal properties are analyzed in detail. We emphasize the difference of the near range mode from the traditional airborne SAR mode. Based on the analysis, a focusing approach is proposed in the paper to handle the data focusing in the case. Simulation experiment and real data of automobile FMCW SAR are used to validate the analysis.     

机载SAR重复轨道干涉成像试验结果

该文描述了中科院电子所机载L-SAR系统的重复轨道干涉试验,通过对得到的观测数据进行处理和分析,得到了中国第一幅与实际地形图基本吻合的数字高程图,高程精度在10m左右。同时,该文提出一种适用于轨道有夹角的图像配准方法,并在处理过程中验证了算法的有效性。     

Watermarking with refined perceptual masking tuned for synthetic aperture radar images

A watermarking scheme designed for remote sensing images needs to meet the same demand of both invisibility as for ordinary digital images.Due to specific perceptual characteristics of Synthetic Aperture Radar （SAR） images,the watermarking algorithms with consideration of Human Vision System （HVS） modeling from optical images give poor performance when applied on SAR images.This paper examines a variety of factors affecting the noise sensitivity,and further proposes a refined pixel-wise masking approach for watermarking on SAR images.The proposed approach is applied on logarithmic transformed SAR images,and has increased the acceptable watermark embedding strength by about 6 dB to 10 dB while achieving the same levels of watermarked image visual quality.Experimental results show that this approach enhanced the perceptual invisibility of watermarking based on wavelet decomposition.     

W波段机载视频合成孔径雷达系统

合成孔径雷达(SAR)能够全天时全天候工作,在对地遥感领域具有广泛和深入的应用。视频SAR将SAR成像获得的空间维度信息拓展到时-空维度,可以获取更加丰富的遥感信息。传统SAR频段较低,导致合成孔径时间长,数据计算量大,高帧频输出难度很大;而低频段太赫兹波对目标细节感知能力强,合成孔径短,特别适合于微弱目标的视频感知。本文设计了一种工作在W波段的视频SAR系统,采用收发分置连续波固态前端体制,输出峰值功率1 W,最大发射带宽可达1 GHz;采用极坐标格式算法(PFA)结合GPU架构实现高帧率低延时成像。仿真试验表明,系统成像分辨力可达0.15 m,成像帧率约5 Hz。     

短孔径ISAR方位定标

短时间观测下的逆合成孔径雷达成像在应用中具有较多的优势。该文针对短孔径观测提出一种利用有限次脉冲实现ISAR方位定标的方法。基于ISAR图像的稀疏特征,利用压缩感知理论提高ISAR成像的分辨率,有效提高了散射中心定位精度。此外,基于2维快速傅里叶变换和极坐标映射的方法利用相关法进行转动角速度估计,同时利用压缩感知精确估计相关函数的峰值位置,提高转动角速度的估计效率和精度,最终实现目标的方位定标。仿真和实测数据实验结果验证了该方法的有效性。     

快速搜索算法与极化合成孔径雷达三维成像

从全极化(hh,hv,vh,vv)合成孔径雷达(SAR)图像数据中,可提取方位向的地势倾斜度信息,形成极化SAR三维成像。该文重点研究极化 SAR三维成像快速算法;提出由 Stokes矢量推导的的极化椭圆方向用解模糊算法;讨论目标极化散射特性对提取地势高度信息的影响以及处理方法;并利用真实的极化 SAR图像数据得到了极化三维成像结果。     

一种基于图像最大对比度的联合ISAR方位定标和相位自聚焦算法

针对特显点选取易受噪声影响这一问题,该文提出一种基于全局图像最大对比度的逆合成孔径雷达(ISAR)方位定标算法,并在实现方位定标的同时完成距离空变相位补偿自聚焦。该方法以图像对比度作为代价函数,利用BFGS算法实现代价函数的最大化高效求解,获得目标信号的距离空变调频率,进而计算目标有效转动角速度,实现方位定标和距离空变相位自聚焦。仿真和实测数据实验对比验证了该算法的有效性和稳健性。

     

合成孔径雷达图像辐射分辨率工程估算公式的校正

该文分析了合成孔径雷达图像辐射分辨率的本质,指出了目前工程应用的合成孔径雷达图像辐 射分辨率估算值存在着较大的误差,只适合于定性分析。在利用信号检测错误概率的基础上推导出了适合于定量分析的合成孔径雷达图像辐射分辨率工程估算公式。     

Synthetic bandwidth method and experimental research based on a wideband multi-channel SAR

Synthetic bandwidth technique is used to increase frequency bandwidth of the system and provides an effective way to achieve the ultra high resolution in the field of Synthetic Aperture Radar (SAR). But in the actual SAR system, the synthesis result will be seriously deteriorated by the inner-channel and inter-channel phase error. A frequency domain synthetic bandwidth method based on transfer function extracting technique is proposed in an actual SAR system which consists of single wideband transmit channel and 8-way down-conversion receive sub-channels. The method can accurately get the amplitude and phase characteristics of the sub-channel and compensate the amplitude-phase errors. The final experimental results demonstrate the validity and feasibility of the method and the range resolution down to 0.1 m is obtained.     

无人机载太赫兹合成孔径雷达成像分析与仿真

将太赫兹合成孔径雷达与无人机相结合,详细分析了其技术特点,重点研究了合成孔径雷达多个典型频段平均功率、理论方位向分辨力、最大距离徙动分量、条带宽度与其他关键参数的关系,给出了太赫兹合成孔径雷达的适用条件。针对低空无人机载平台、点阵目标,采用距离多普勒算法进行成像仿真,取得名义空间分辨力为0.3 m×0.3 m的高分辨力图像。     

基于伪逆极坐标傅里叶变换的快速ISAR方位定标

在逆合成孔径雷达(ISAR)成像中,由距离多普勒或时频分析方法得到的ISAR图像方位向仅是目标的多普勒频率分布,不能反映目标的真实形状,需对ISAR图像进行方位定标。该文提出一种快速的ISAR方位定标方法来估计目标的旋转角速度(RAV)。首先,该方法利用高效的伪逆极坐标快速傅里叶变换把两幅不同时刻ISAR图像的旋转运动转化为沿极角的平移运动。然后,在极坐标域定义了一种新的积分相关代价函数来粗估目标的RAV。最后,通过采用二分法估计得到最优的RAV,进而实现ISAR方位定标。相比于现有方位定标算法,所提方法避免了插值操作带来的精度损失和高计算复杂度问题。计算机仿真和实测数据实验结果证明了所提方法的有效性。

     

滑动聚束SAR成像模式研究

滑动SAR是一种新颖的SAR成像模式,它通过控制辐照区在地面移动的速度来增加方位向相干累积的时间,从而提高SAR方位向的分辨率。该文从成像机理、回波方程、分辨率、天线扫描以及测绘带宽等方面对滑动聚束SAR进行了详细分析,并且给出了滑动聚束SAR的波数域成像算法。通过对条带SAR,聚束SAR,滑动聚束SAR的比较,可以看出条带SAR和聚束SAR都是滑动聚束SAR的一种特例。     

EFFICIENT STRIP-MODE SAR RAW SIGNAL SIMULATION OF MIXED TARGETS BASED ON ACCURATE 2-D SPECTRUM简

An accurate and efficient Synthetic Aperture Radar （SAR） raw data generator is of con- siderable value for testing system parameters and verifying imaging algorithms. Nevertheless, the ex- isting simulator cannot exactly handle the case of the fast moving targets in high squint geometry. As for the issue, the analytical expression for the two Dimensional （2-D） signal spectrum of moving targets is derived and a fast raw echo simulation method is proposed in this study. The proposed simulator can accommodate the moving targets in tile high squint geometry, whose processing steps of the simulation are given in detail and its computational complexity is analyzed. The simulation data for static and moving targets are processed and analyzed, and the results are given to validate the effectiveness of the proposed approach.     

利用频谱合成实现分布式SAR高分辨力成像

该文主要研究了利用频谱合成实现分布式SAR高分辨力成像的方法。在分布式SAR系统中,不同卫星对同一地域观测时,其距离向频谱及方位向频谱均具有一定的相对频谱偏移。利用该频谱偏移进行频谱合成形成较宽的距离向频谱及方位向频谱,从而提高系统的距离向分辨力及方位向分辨力。在频谱合成过程中可首先利用INSAR技术估计出多幅图像的相位差,再利用该相位差进行相位校正、图像合成即可形成具有较高分辨率的图像。该文对这一方法进行了理论分析,并给出了仿真结果。     

利用频谱合成实现分布式卫星SAR高距离分辨力成像

在正侧视模式下,以不同视角对同一地域进行观测可获得多组回波数据,通过对多组回波数据的综合处理可提高SAR的距离向分辨力。该文研究了由收发分置平台以不同视角、不同观测模式(正侧视和斜视)对同一地域进行观测获取的多组回波数据,指出由于雷达天线波束中心与卫星垂直轨道面夹角的不同,导致回波信号所处频段的不同;通过对不同频段回波信号的频谱合成可提高距离向分辨力。此外,该文还讨论了分布式卫星SAR 系统的一些参数对频谱合成的影响。     

用SAR原始数据对雷达脉冲信号失真的校正

该文提出了一种对雷达发射脉冲进行相位估计的算法。该算法利用Chirp Scaling原理对SAR信号进行距离迁移校正,但仅在方位向波束锐化,然后利用自聚焦的方法(Map Drift,PGA),在距离向进行自聚焦处理,提取距离向的相位误差信息。文中分析了影响相位估计精度的各种因素,并在算法中加入了迭代补偿方法,仿真结果验证了算法的正确性。     

星载SAR广义聚束模式天线波束控制研究

该文介绍了广义聚束概念并建立了星载SAR广义聚束模式简化空间几何模型。在此基础上研究了天线波束指向角的控制方法,得出了在合成孔径时间内实时控制天线波束指向角的理论依据。最后结合一组系统参数给出了波束指向控制的实验结果,验证了理论公式。     

基于二维速度搜索的星载SAR运动目标聚焦算法研究

采用传统SAR成像方法对星载SAR地面运动目标进行成像处理时,运动目标通常会处于散焦状态,导致运动目标检测性能下降。该文结合RD算法,提出一种基于2维速度搜索的星载SAR运动目标检测算法,通过对运动目标距离向速度和方位向速度进行遍历来匹配运动目标多普勒参数,提取不同搜索速度下运动目标的最强幅度值用于恒虚警检测,可以提高运动目标的检测概率。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。     

Spaceborne SAR real-time echo simulation platform based on VPX

To perform the ground test of a spaceborne Synthetic Aperture Radar （SAR） system, an echo simulator with the characteristics of multimode, multi-assemblage, and real time is proposed in this paper. A hardware platform of the real-time echo simulator based on the VPX bus is designed. With this platform, real-time multi-point echo generation and scenario targets echo generation can be achieved by the real-time signal processing in Field Programmable Gate Array （FPGA）, utilizing the parameters calculated by the industry computers. Fklrthermore, this platform can output different signals if it is expanded to multi-channels, making it possible for the assignment of echo generation and test in different spaceborne SAR modes. The test results with the actual SAR system show that this platform can satisfy the system requirements and is now used in practice.     

干扰合成孔径雷达的统一方程

合成孔径雷达(SAR)是当前的一种新型雷达体制,它既能测定目标的座标位置又能对目标成像,不论在军用还是在民用都有广泛的应用和广阔的发展前景,当然也就成了雷达干扰研究的重点对象。我们应用了几年的时间,分析了对SAR的干扰原理;推导出对SAR的干扰方程;做了多种仿真干扰试验,室内小功率模拟干扰试验和实际飞行干扰试验,获得大量干扰数据和干扰图像,证明了推导的干扰方程的正确性。还证明了常规脉冲雷达的干扰方程与SAR的干扰方程可以统一成一种方程。只是在计算干扰等效功率时,取不同的干扰压制系数即可。