基于波束形成的分布式卫星SAR成像

针对分布式卫星SAR系统的正侧视工作模式，建立了雷达信号的回波模型，提出了利用修改的距离－多普勒（RD）算法进行单个星载SAR成像的算法及波束形成合成分布工卫星SAR图像的算法。理论分析和仿真结果表明：利用该算法能提高图像的信噪比，使图像质量得到提高。     

折射对地表穿透合成孔径雷达成像影响定量分析

分辨率和空间位置定位精度是合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）图像的重要参数。传统成像模型是建立在同一均匀媒质的假设上，而地表穿透合成孔径雷达（Gmund PENetration SAR，GPEN SAR）为了探测掩埋在地下的目标，通常工作在多层媒质的环境中，传统模型不再适合。文章首先建立了分区均匀媒质中的成像模型，在此模型基础上，推导了两层媒质时后向投影算法的积累轨迹误差。然后利用实际与理论方位分辨率之比、积分旁瓣比和定位偏差定量分析了两层媒质表面的折射效应对成像质量和定位精度的影响，为校正土壤折射对成像的影响提供有益参考。     

一种可使MD自聚焦算法失效的SAR干扰方法研究

在SAR成像中，MD算法是一种对多普勒调频斜率进行估计的自聚焦处理过程。文章提出一种转发式SAR干扰方法，通过在子视图像中产生位置互不重叠的假目标，可以使MD算法对多普勒调频斜率估计失效，从而降低SAR图像质量。最后给出了计算机仿真，验证了此干扰方法的可行性。     

对流层对地球同步轨道SAR成像的影响研究

地球同步轨道SAR（GEO SAR）具有超长孔径时间和大覆盖范围的特性,使得传统低轨SAR成像中采用的对流层冻结模型假设失效。因此,需要考虑时变条件下的对流层效应对GEO SAR成像的影响。本文根据对流层中电磁波的传播规律,利用射线描迹法,分析了GEO SAR中相位误差的特点;并通过建立时变对流层影响下的GEO SAR回波信号模型,研究了对流层引起的GEO SAR图像偏移及图像散焦现象,并分析总结了相关影响的边界条件。最后,基于仿真数据,分析了对流层效应对GEOSAR成像的影响。      

微光图像的计算机模拟

利用计算机模拟生成微光图像的技术已用于夜视光电系统的性能测试、目标识别等方面，具有重要的事军价值。讨论了夜视系统通过低层大气时的光学成像问题，及成像器件对图像产生的影响。建立了大气和微光CCD作用效果模型，模拟生成了逼真的微光图像。     

SAR有源噪声干扰效能评估方法研究

根据成像雷达的特点，引入了SAR的图像质量指标，然后从基于干扰前后图像相关性、基于功率准则、主观评估和基于目标检测识别概率等四个方面介绍了SAR的干扰效能评估方法，最后提出了综合评估方法。     

基于SAR参数化稀疏成像模型的延展目标多径抑制方法

合成孔径雷达（SAR）与传统光学传感器不同，其利用主动发射电磁波和接收电磁波技术来获取目标区域的二维图像。在实际场景（特别是城区场景）成像中，存在大量直线型延展目标，如建筑物的边缘、桥梁等，且SAR的回波信号中不仅含有电磁波经过目标返回的直接回波，还包括电磁波经过目标与环境背景（地面、水面等）多次反射的干扰回波（即“多径效应”），造成SAR成像中存在多径“鬼影”。现阶段多径抑制方法大多基于点目标模型，难以解决实际场景中由直线型延展目标与环境背景产生的多径鬼影问题。因此，本文提出了基于SAR参数化稀疏成像模型的延展目标多径抑制方法，在稀疏目标与环境背景产生多径效应的情况下，能够实现对直线型延展目标的高质量成像。首先，基于不同回波路径下目标的散射模型，建立了延展目标多径观测模型，有效描述了不同回波路径下点目标与线目标散射特性；然后，采用交替方向乘子法（ADMM）对上述延展目标多径观测模型中不同回波路径下目标的散射系数向量进行了精确估计；最后，基于上述估计结果，提出不同回波路径下的图像重构方法，将各条回波路径的能量都集中到真实目标区域，实现了直线型延展目标的高质量成像。高精度电磁计算数据验证...     

用于被动太赫兹成像检测的多极化图像评估

因安全隐蔽性和衣物穿透性等特点，被动太赫兹成像已用于关键场所的人体安检。多极化成像可丰富信息维度，提升系统性能。针对极化模式难以选择和多极化图像特性尚不明确等问题，全面评估用于被动太赫兹成像检测的多极化图像质量。首先，分析人体和隐匿物品的任意极化太赫兹辐射亮温模型；然后，通过成像实验和仿真模拟获得4个线极化图像，并计算分析6个极化参数图像；接着，利用传统全局无参考评价指标对比分析多极化图像；最后，采用受试者工作特征（ROC）曲线和差异信噪比（DSNR）定量评估用于检测的局部图像质量，并通过观察者主观评价统计实验验证了若干全局和局部指标的合理性。结果表明，合理选择极化并融合多极化对提升成像检测性能具有重要意义。     

大气折射率波动引起的SAR成像误差分析

合成孔径雷达(SAR)成像中通常默认大气折射率为1,即电磁(EM)波速率等于自由空间光速且忽略大气吸收特性,但实际存在的吸收会减弱入射功率,电磁波速率的变化会引起相位误差,从而影响图像重建。该文定量分析电磁波速率波动和大气吸收对雷达图像的影响,理论推导得出大气吸收会导致振幅误差,表现为散射点在图像中的重建幅度误差;电磁波速率波动会导致相位误差,表现为散射点在图像中的重建位置误差。仿真实验验证了误差分析的正确性。该分析进一步完备了SAR成像误差分析,有助于SAR图像正确解译。     

面向目标特性精细提取的SAR数据融合成像处理方法

针对当前高分辨率星载SAR数据处理忽略目标相关散射特性随方位角变化而导致目标轮廓细节难以精细提取的问题,该文提出了一种面向目标特性精细提取的融合成像处理方法。首先,分析高分辨率条件下影响目标特性提取和SAR图像质量的因素,如轨道非线性、停-走模型、大气延时、高阶残留相位误差等,并提出针对性的补偿方法。在此基础上,建立基于目标时空谱特性的回波数学信号模型,解析目标散射特性时-空-频的变化规律,提出针对高分辨率、超大方位观测角范围的融合成像处理策略和方法,在距离-多普勒域、图像域通过融合处理提升SAR图像的品质。最后,通过对典型军事目标的仿真和成像处理,验证所提方法的有效性。      

大气折射率波动引起的SAR成像误差分析

合成孔径雷达(SAR)成像中通常默认大气折射率为1,即电磁(EM)波速率等于自由空间光速且忽略大气吸收特性,但实际存在的吸收会减弱入射功率,电磁波速率的变化会引起相位误差,从而影响图像重建.该文定量分析电磁波速率波动和大气吸收对雷达图像的影响,理论推导得出大气吸收会导致振幅误差,表现为散射点在图像中的重建幅度误差;电磁波速率波动会导致相位误差,表现为散射点在图像中的重建位置误差.仿真实验验证了误差分析的正确性.该分析进一步完备了SAR成像误差分析,有助于SAR图像正确解译.     

大气折射效应对LEO-SAR成像质量的影响

大气折射会对无线电波造成射线弯曲和时延色散。对工作在微波频段的LEO-SAR而言,弯曲效应会导致雷达图像在距离上的偏移,而色散效应导致的二次相位误差会对接收信号造成脉冲展宽,使雷达图像分辨率降低,产生畸变。通过对这两种传播效应进行建模分析,选择电离层、对流层环境折射效应均较强的三亚地区进行折射指数剖面建模,仿真计算了该大气环境下,不同频段和轨道高度上LEO-SAR目标成像的距离向漂移和分辨率的变化,分析了大气折射引起的射线弯曲和时延色散特性对LEO-SAR成像质量的影响,为不同类型的LEO-SAR提供准确合理的折射误差修正补偿。     

机载紫外DOAS成像光谱仪CCD成像电路的设计及实施

机载紫外DOAS成像光谱仪通过获取大气与地表的折射或散射的紫外光辐射,监测大气痕量气体的分布与变化,其电子学部件的重要组成部分为CCD成像电路。采用帧转移型面阵CCD-47-20为图像传感器,以现场可编辑门阵列（FPGA）为核心控制器的成像电路模块,设计并实现了一套完整的机载紫外光谱仪成像系统。CCD成像电路完成包括CCD驱动时序电路、CCD数据采集电路,接收CCD模拟图像信号产生数字图像信号,将数字图像信号通过差分芯片驱动以低压差分信号（LVDS）传输给机载通讯系统等功能。讨论了机载紫外成像光谱仪的设计过程,并重点讨论了CCD成像电路的设计过程。设计的机载紫外DOAS成像光谱仪系统成像分辨率为0.286。实验证明满足大气污染气体的观测需求。     

弹载合成孔径雷达动态海面成像模拟研究

海面成像模拟是对海作战导弹弹载合成孔径雷达(SAR)成像制导全过程动态仿真的重要组成部分,对于系统的性能分析和优化设计具有重要意义。研究了弹载情况下SAR对海成像模拟问题,提出了基于三维海面波动模型及弹载SAR工作过程的成像模拟方案。出于逼真性及运算速度的考虑,仿真时动态海面选用基于海浪谱的双尺度模型,海面散射模型选用双尺度散射模型。结合一组典型弹载SAR系统参数,分别在正侧视和斜视模式下对三种典型海况的动态海面进行了成像模拟,并利用实际海面SAR图像的统计特性验证了模拟结果的有效性。     

SAR有源噪声干扰效能评估方法研究

根据成像雷达的特点,引入了SAR的图像质量指标,然后从基于干扰前后图像相关性、基于功率准则、主观评估和基于目标检测识别概率等四个方面介绍了SAR的干扰效能评估方法,最后提出了综合评估方法。     

不同大气条件下红外成像效果模拟

红外成像仿真技术是解决实际应用中对红外图像数据源需求的重要途径。大气传输是红外成像的必经环节,对红外图像质量有着重要影响,大气传输效应模拟能提高成像的真实感。同一场景在不同大气条件下红外成像的模拟能为特定的图像分析提供数据。在大气传输理论的基础上,研究了红外成像大气作用效果的模拟方法,通过飞艇平台获得的红外图像作为数据,利用大气辐射传输模型进行大气修正得到地面辐亮度基准图像,在此基础上进行了不同大气模式、温度和水汽含量下的红外图像仿真实验,并对实验结果进行了评价,取得了较为理想的仿真效果,为大气效应模拟提供了一种有效的方法。     

抑制多径干扰的UWB SAR成像研究

传统的SAR成像算法不能消除多径传播的干扰,图像上出现虚假目标。本文建立了一种条带SAR模式的多径散射模型,通过分析得到多径产生的虚假目标的三个特征,即方向依赖、低分辨率和非理想聚焦。对低频大波束角SAR．虚假目标的方向性显著,据此本文提出一种能够抑制多径干扰的超宽带(UWB)SAR成像算法。仿真表明,本文算法可以使真假目标的峰值比提高13～18dB。     

一种正前视宽扇区高分辨雷达扫描成像方法

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）只有照射到飞行方向左、右两侧的感兴趣成像区域时才能处理出高分辨率SAR图像,飞行方向正前方的成像区域就成为了SAR成像的固有盲区。三通道（和、方位差、俯仰差）毫米波单脉冲成像雷达能够实现对正前视场景的二维成像,获取单脉冲图像。提出对SAR/单脉冲图像进行图像配准和融合拼接的方法：首先利用多尺度多方向二维Gabor滤波器组分别对SAR/单脉冲图像进行特征提取,然后对两组特征矩阵进行归一化互相关匹配,对匹配好的图像进行像素级融合处理,得到完整的正前视宽扇区高分辨雷达图像。试验数据成像处理结果表明,所提复合成像算法能够对飞行正前方宽扇区范围内进行高分辨成像,有效解决了工程实际中碰到的正前视高分辨成像盲区的难题,对于前视雷达成像侦察、弹载雷达目标区域景象匹配、飞行器夜航、盲降等具有一定的工程实际意义。     

聚束SAR应用条带SAR方法成像

在分析聚束合成孔径雷达（SAR）方位向时频关系的基础上，提出了一种新的全孔径分辨率SAR成像算法。根据SAR在条带与聚束模式下回波信号之间的差别，利用现有成熟的条带SAR成像算法实现先对聚束SAR各方位向子孔径成像，而后再将各方位子孔径带宽合成为全孔径带宽，以形成具有全孔径分辨率的SAR图像，极大降低了系统PRF的要求。     

超宽带SAR虚假图像干扰技术

为了对低频超宽带合成孔径雷达(SAR)实施有效的图像欺骗干扰,提出基于卷积技术的欺骗干扰方法。基于SAR目标回波特性,推导了干扰调制函数解析式。在产生干扰信号时,需要对解析式进行近似处理,针对低频超宽带SAR二维强耦合特性以及超宽带SAR成像处理算法,将干扰调制函数精确到三次相位项,并对各级系数进行分析和简化处理。最后通过仿真实例验证了对干扰产生函数改进的必要性及干扰的有效性。理论分析和仿真结果均表明,改进后的干扰方法可以对超宽带SAR实施有效的图像欺骗干扰。