星载前视SAR系统的信号分析

针对星载SAR前视模式与一般正侧视模式存在的明显不同,详细分析了前视SAR的多普勒特性,即多普勒频率、多普勒带宽;指出前视SAR的方位分辨率与天线的孔径长度无关,而是与载波频率、雷达平台高度、方位向地面距离等因数有关,并仔细讨论了各因数对方位分辨率的影响以及前视SAR成像对系统参数脉冲重复频率、波束投射角的限制,说明了前视SAR的高分辨成像区域及前视SAR高分辨成像对平台高度的要求.     

前视SAR系统的方位分辨率特性

针对星载SAR前视模式与一般正侧视模式存在的明显不同,本文详细分析了前视SAR的多普勒特性,即多普勒频率、多普勒带宽;指出前视SAR的方位分辨率与天线的孔径长度无关,而是与载波频率、雷达平台高度、方位向地面距离等因数有关,并仔细讨论了各因数对方位分辨率的影响;前视SAR成像对系统参数脉冲重复频率、波束投射角的限制。     

一种毫米波前视合成孔径雷达成像算法

针对传统正侧视和斜视雷达无法对雷达载机前方场景进行成像的缺点,提出了一种基于距离多普勒算法(RDA)的毫米波前视合成孔径雷达(SAR)成像方法。给出了系统的结构模型,分析了系统成像原理。基于空间几何模型和回波信号形式,分析了点目标回波的多普勒历程,给出了方位向多普勒调频率,得到各相位补偿因子和距离徙动校正公式。对成像场景大小和方位向成像分辨率进行了详细分析,采用MATLAB对6个点目标进行了成像仿真,并对仿真结果中点目标峰值中心的64×64点切片和方位向、距离向进行了分析。理论推导和实验仿真表明,基于RDA的前视合成孔径雷达可以对场景中目标有效成像且方位向成像分辨率可达到2 m,该系统可应用与侦查和制导领域。     

机载预警雷达杂波仿真与分析

杂波是制约机载预警雷达性能的主要因素,研究杂波距离-多普勒二维分布对指导雷达设计有重要作用。首先分析了机载雷达预警杂波距离-多普勒二维功率谱的仿真机理,然后对仿真杂波各个流程进行了详细的分析,比较分析了多个仿真环节中参数的不同选择对仿真结果的影响,优化出更为合理且适用于工程实践的仿真方法。对前视阵、正侧阵和斜侧阵三种阵面构型条件下仿真数据与实测数据的对比,验证了该仿真方法的有效性。最后分析了机载雷达预警杂波仿真在实际雷达研制过程中的应用。     

涡旋电磁波雷达锥体目标旋转多普勒探测

涡旋电磁波具有独特螺旋状波前结构,其受目标横向微动调制产生的旋转多普勒效应,有望为雷达目标探测技术的发展提供一个新途径。在涡旋电磁波照射下,利用锥体微动对回波瞬时频率的周期性调制特性,可以有效反演出锥体目标的微动参数和几何特征。该文重点研究了雷达前视条件下的锥体目标参数估计。首先,基于涡旋电磁波雷达目标旋转多普勒探测原理,推导了涡旋电磁波锥体目标回波数学方程,建立了锥体目标回波旋转多普勒模型。其次,提出了前视条件下的锥体目标参数估计方法,利用锥顶散射点和锥底散射点两维的旋转多普勒信息,可以对锥体目标微动参数和几何特征参数进行有效估计,仿真结果验证了该文所提方法的有效性及抗噪声鲁棒性。      

快速扫描机载气象雷达多普勒解模糊算法

本文针对机载气象雷达前视快速扫描下的多普勒模糊问题,提出了两种多普勒解模糊算法：基于改进方位向波束形成算法和基于阻塞矩阵算法。基于改进方位向波束形成算法在传统的Capon波束形成的基础上,利用空间谱积分的方法对非期望信号协方差矩阵进行重构和对导向矢量进行估计,进一步提高了算法的鲁棒性,降低方位角估计误差;基于阻塞矩阵算法需要估计导向矢量,并利用导向矢量计算阻塞矩阵,将接收信号进行多普勒模糊相消预处理,阻塞每个多普勒频点的模糊多普勒分量,以达到解模糊的目的。通过仿真实验证明,两种方法均可以有效地恢复信号的多普勒信息,其中基于阻塞矩阵算法与基于改进方位向波束形成算法相比,有更优良的性能,并有更小的运算量。     

前视多通道合成孔径雷达解模糊成像方法

传统合成孔径雷达方位向分辨率仅由合成孔径提供,但在正前视区域多普勒分集有限,成像性能迅速下降且前视成像也存在固有的左右多普勒模糊问题。针对上述问题该文讨论前视多通道合成孔径雷达系统模型,提出一种理想直线航迹下空域零点约束自适应波束形成的成像方法,有效综合阵列实孔径和合成孔径提高正前视区域的成像质量,利用有限阵列空域自由度实现左右多普勒解模糊。首先对回波数据大前斜成像处理,得到左右模糊的图像,然后进行波束形成,将各通道图像加权并且相干累加,实现左右多普勒解模糊以及方位分辨率增强。仿真实验表明空域零点约束自适应波束形成的成像方法可对前视场景进行高分辨成像。     

一种提升汽车雷达方位角分辨率的成像处理方法

针对汽车雷达方位角分辨率受方位向天线长度限制的问题,该文提出一种基于多波束实孔径雷达图像融合来提升汽车雷达方位角分辨率的成像方法。该方法首先利用相控阵天线波束电扫描来获取前视实孔径雷达图像,然后根据汽车雷达成像几何关系通过多张多角度实孔径雷达图像相参累加来提升雷达方位角分辨率。计算机仿真结果验证了该方法在提升汽车雷达方位角分辨率的有效性。     

斜视SAR成像处理中多普勒频率的新应用

多普勒频率在斜视SAR成像处理中的新应用被发现.由于斜视SAR方位向采样不同、脉冲重复频率不同,而且不同的斜距目标具有不同的多普勒频率,该文从雷达信号的回波模型入手,详细分析了回波信号的瞬时方位频率和瞬时多普勒频率及距离Chirp斜率对方位频率的影响,说明在CS算法中,选择适当的多普勒频率才能进行正确的成像,点目标仿真结果表明,该方法是合理的,能有效的进行距离压缩和方位聚焦,改善成像质量.     

直升机雷达下视模式杂波分析

以直升机雷达平台为背景,分析了机载雷达下视模式的杂波特性。首先分析了天线不同的安放角的时间-空间二维杂波谱的特性,并研究了前向阵在不同波束位置杂波的多普勒频率与斜距离的变化关系,运用了海杂波和地杂波模型计算LPRF和HPRF两种雷达工作模式下距离-多普勒杂波功率谱,最后给出了以直升机为平台的X波段雷达仿真结果,文中的杂波特性可以在系统设计时参考。     

基于遗传算法的弹载SAR弹道优化设计

应用改进实数编码遗传算法研究了基于弹载SAR导引头的反舰导弹末制导段的弹道优化设计问题。首先分析了飞行弹道和观测视角对弹载SAR导引头方位分辨率的影响,建立了导弹运动的数学模型,给出了弹载SAR成像对导弹飞行弹道的约束,然后把导弹横向加速度作为优化变量,构建了与方位分辨率和波束驻留时间相关的目标函数。利用改进了交叉变异算子的遗传算法进行仿真,结果表明,弹道优化后的目标函数值相对于零控方式大幅缩减,证明了该方法的有效性。     

弹载俯冲前斜SAR目标测角及精度分析

根据弹载俯冲合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)成像原理，提出了目标的SAR测角算法，并仿真分析了弹载SAR成像目标定位和测角误差。前斜角、高度误差和多普勒测量误差对测角影响很大，姿态角误差会影响最终的测角误差。SAR测角精度是影响导弹末制导的关键，需要对系统各项误差项进行约束控制。提出的SAR目标测角算法及测角精度仿真分析结果可为导引头系统设计提供参考。     

机载雷达前视探测方位超分辨算法

机载雷达前视探测在民用与军用领域都具有广泛应用,例如跑道障碍物探测、低空飞行、自主着陆、导弹制导等。由于探测区域方位向多普勒带宽几乎为零,不满足DBS与SAR技术处理的条件,因此方位分辨率由天线波束3dB宽度决定。针对雷达前视探测方位低分辨率问题,本文提出一种基于改进雷达信号模型的统计优化超分辨算法。算法同时利用泊松与高斯噪声的分布先验信息进行数学建模,选择贝叶斯最大似然准则对超分辨反问题正则化,通过近似迭代求解实现雷达方位向超分辨。仿真与实测数据结果表明,与当前算法相比较,该算法进一步降低了噪声敏感性,有效抑制虚假目标产生,对于提高波束主瓣内目标分辨能力具有实际应用意义。      

PRF-ambiguity resolving by wavelength diversity

For high-precision synthetic aperture radar (SAR) processing, the determination of the Doppler centroid is indispensable. The Doppler frequency estimated from azimuth spectra, however, suffers from the fact that the data are sampled with the pulse repetition frequency (PRF) and an ambiguity about the correct PRF band remains. A novel algorithm to resolve this ambiguity is proposed. It uses the fact that the Doppler centroid depends linearly on the transmitted radar frequency for a given antenna squint angle. This dependence is not subject to PRF ambiguities. It can be measured by Fourier-transforming the SAR data in the range direction and estimating the Doppler centroid at each range frequency. The achievable accuracy is derived theoretically and verified with Seasat data of different scene content. The algorithm works best with low contrast scenes, where the conventional look correlation technique fails. It needs no iterative processing of the SAR data and causes only low computational load     

低信噪比条件下天基预警雷达目标运动参数估计方法

天基预警雷达目标回波包络峰值的距离徙动会导致FFT相参积累增益降低,为了对回波信号进行运动补偿,需要对目标运动参数进行估计。由于天基雷达对目标的观察距离较远,因此回波信噪比较低,直接影响了运动参数的估计精度。针对这一问题,本文提出了一种低信噪比条件下天基预警雷达目标运动参数估计方法。首先建立了目标回波模型,并对雷达观测距离范围内的回波信噪比进行了计算分析;然后利用Keystone变换对回波包络距离徙动进行校正,并对校正后的回波信号作离散短时傅里叶变换,得到回波信号方位向上的时频分布;最后利用Hough变换将时频域变换到参数域,得到运动参数的估计值。仿真结果表明,本文方法在低信噪比条件下能有效地估计目标运动参数,并且估计精度对信噪比的变化不敏感,具有良好的鲁棒性。      

舰船ISAR成像的时间段优化选取

在分析舰船逆合成孔径雷达（ISAR）成像模型的基础上提出了一种选取最优成像时间段的方法,即利用时域相关法估计不同时刻的多普勒中心,绘制出多普勒中心曲线;根据多普勒中心曲线选取合适的成像时间段,对选取的每段数据进行平动补偿,并求其方位多普勒谱;根据谱宽判断该时间段是否为最优成像时间段,如果是则利用距离-瞬时多普勒进行成像,否则丢弃该段数据。实测数据的成像结果验证了提出的方法是有效的。     

如何提高米波雷达的方位精度

分析了米波波段背靠背双天线雷达实测原始点迹数据,列出了不同情况下目标点迹参数的分布,对比了中心法、峰值法、幅度加权法三种方法获得的目标方位数据的分布与特性。比较表明：对米波雷达而言,采用幅度加权方法获取目标方位,其精度较高。