近距离大转角目标超宽带ISAR成像

该文采用冲激体制超宽带时域方法,研究近距离大转角目标的高分辨率逆合成孔径成像,针对目标大转角带来的严重的散射点越分辨单元走动、固有的转动角度离散化带来的数据误差以及接收回波过程中的噪声污染等问题,提出了具有强鲁棒性的频域加窗滤波球后向投影算法(Windowing Filtered Spherical Back Projection, WFSBP),从几何上阐明了滤波对转动角度离散化带来的数据误差的补偿作用,分析了大转角目标成像点扩散函数,进而讨论了发射单频信号时的高分辨成像,通过仿真和实测数据进行验证,结果表明,该算法优于传统的后向投影算法,对大转角目标能得到高质量高分辨率的图像。     

稀疏孔径和大转角下ISAR对目标转动的估计

逆合成孔径雷达（inverse synthetic aperture radar，ISAR）对非合作目标做成像时图像质量依赖于对目标运动参数的准确估计.针对在稀疏孔径和非均匀转动条件下现存的参数估计方法计算量过大或者方法适用条件不满足，提出了一种基于神经网络的参数估计方法.此方法以成像问题的模型知识指导数据的生成过程，然后训练通用的神经网络，最终实现将数据中隐含的知识转化为转动估计器.从仿真实验结果来看，所得到的网络对满足一定信噪比要求的回波数据可以提供较准确的估计，所得参数可以帮助成像算法提高聚焦效果，大量的样例表明网络可以部分学习到回波与转动之间的关系.     

稀疏采样数据大转角高分辨ISAR成像技术研究

针对方位向稀疏采样条件下,大带宽大转角ISAR高分辨成像时,转动分量引起的一维距离像中目标散射点的距离走动和空变二次相位问题,研究了一种稀疏采样数据ISAR高分辨成像方法。对于方位向稀疏采样数据,该方法在包络对齐和相位补偿后,将Keystone变换和稀疏恢复相结合,实现方位向稀疏采样数据距离走动校正和缺失采样位置一维像重建,接着采用基于LVD变换的二阶相位估计方法对二阶转动相位进行估计并补偿,完成高分辨成像。计算机仿真和暗室测量数据验证了该方法的有效性。     

一种大转角ISAR两维自聚焦平动补偿方法

针对ISAR目标在大转角情况下转动和平动分量耦合在一起,难以对平动分量精确补偿的问题,该文提出一种大转角ISAR两维自聚焦平动补偿方法。首先对平动粗补偿,再通过极坐标格式算法(PFA)对转动和平动2维解耦,最后利用自聚焦算法提取误差相位,从中估计剩余平动并补偿。所提方法可以同时校正由平动引起的包络误差和相位误差,且相比于传统的包络对齐级联自聚焦的平动补偿方法精度更高,相比于包络相位联合优化求解方法效率更高。仿真数据和暗室实测数据的实验结果证了所提方法的有效性与实用性。     

ISAR成像中转角估计的新方法

ISAR成像中,为补偿散射点距离单元走动现象和横向定标,需已知目标与雷达相对总转角.实际ISAR成像中的转角通常是未知的.本文提出采用RAT方法,在不同纵向距离单元信号的模糊平面上检测线性调频信号的调制率,从而估计得到总转角.仿真和实测数据的成像结果证明了该方法的有效性.     

基于压缩感知的稀疏采样数据大转角ISAR 成像研究

针对方位向稀疏采样条件下,大带宽大转角逆合成孔径雷达(ISAR)高分辨成像时,一维距离像中目标散射点的距离徙动问题,提出了基于贝叶斯压缩感知的稀疏ISAR 成像方法。对于方位向稀疏采样数据,该方法在包络对齐和相位补偿后,通过傅里叶变换将数据变换到距离频率域,对每一距离单元数据,根据方位向稀疏采样的位置构造相应的Keystone基矩阵,利用贝叶斯压缩感知算法重建目标在各距离频域单元的多普勒域系数,最后,通过距离向逆傅里叶变换和方位向自聚焦完成ISAR 成像。计算机仿真验证了该方法的有效性。     

一种估计ISAR成像转角的新方法

ISAR成像中的转角估计是进行正确成像的先决条件。该文从分析目标回波信号入手提出了一种新的转角估计方法,对目标转动时不同距离单元回波数据近似为多分量三次相位信号,通过理论推导,得出每个信号分量的三次相位系数与一次相位系数成正比的结论,其比例系数为目标转动的角速度平方,然后采用最大似然方法估计三次相位信号参数,进而得到总转角。外场实测数据结果验证了该文方法的有效性。     

一种联合TDCM和PFA的空间目标大转角ISAR成像方法

空间目标态势感知是当前航天技术领域的研究热点,逆合成孔径雷达（Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR）是空间目标感知的一种有效手段。为了得到利于目标鉴别的高分辨二维ISAR图像,需要通过增大积累转角来提高方位向分辨率。但是,随着转角的增大,平动与转动之间的耦合增大,使得传统的先平动补偿、后利用转动成像的两步式成像方法不再适用。本文提出了一种结合时域信号共轭相乘（Time Domain Conjugate Multiplication, TDCM）处理与极坐标格式算法（Polar Format Algorithm, PFA）的成像算法,首先利用雷达回波的二维相干性,通过TDCM处理进行平动粗补偿,然后借助PFA的插值操作校正大转角引起的散射点越分辨单元走动（Motion Through Resolution Cell, MTRC）并估计目标相对转动参数。通过迭代处理,持续对平动和转动参数进行优化,提升运动补偿效果。仿真验证了所提成像算法的有效性,与传统算法相比,成像聚焦性更好。     

应用于CMOS图像传感器的联合降噪插值算法研究

提出了一种可应用于CMOS图像传感器的联合并行图像预处理算法,其中,色彩插值算法采用双线性插值法和边缘导向插值法相结合的方式来完成色彩还原,而降噪算法采用带阈值的空间自适应滤波降噪算法,在硬件语言描述算法时,将两种算法的处理过程进行了联合处理.实验仿真结果表明,通过对算法进行ISE仿真和Matlab显示处理,得到色彩饱和度较高的彩色图像,峰值信噪比(PSNR)为30～36 dB.整个处理过程有效地简化了片上系统(SOC)的图像处理过程,提高了算法的运算速度,节省了芯片面积且降低了系统功耗,为CMOS图像传感器的片上系统集成化设计提供了技术支持.     

一种用于ISAR成像的转角采样不均匀补偿方法

转角采样不均匀是固定脉冲重复频率逆合成孔径雷达中经常出现的问题，它会影响ＩＳＡＲ的成像质量。给出了一种角采样不均匀补偿方法。该方法通过分估氦事估计出目标相对于雷达视线的转角变化转迹，再通过改变采样间隔使转角采样均匀，达到补偿目的。     

基于MIMO的ISAR成像算法研究

基于RD算法的ISAR成像在实际应用中由于很多复杂的因素导致可利用的成像积累时间短,有可能达不到所要求的方位向分辨率。在此研究了几种不同情况下,结合MIMO技术对同一目标ISAR成像的算法。它采用多个收发雷达对同一目标发射一组射频信号,通过对接收到的回波信号进行匹配滤波实现距离像压缩,将不同雷达接收到的距离像进行选取、插值、组合,最后对组合后数据进行方位向多普勒分辨成像。理论推导以及仿真实验结果证明,该方法在不同情况下都可以在达到方位向分辨率的前提下,缩短成像所需时间,或者在确保成像时间的前提下,提高成像的分辨率。这样缩短成像时间的方法扩大了ISAR成像的应用范围,提高了ISAR成像效果。     

基于AJTF的ISAR成像算法研究

自适应联合时间-频率（AJTF）分析是一种被证实了的基于刚体目标二维运动模型的逆合成孔径雷达（ISAR）成像算法,但它在进行运动补偿参数搜索时使用的穷尽搜索方法收敛不稳定且计算量较大。介绍了一种改进的AJTF算法,它用粒子群优化方法进行运动补偿参数的搜索,提高了算法的稳定性和效率。仿真结果证明了该算法的优越性。     

基于ISAR的曲线SAR自聚焦算法

在曲线合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)系统中,由于采用曲线孔径使得孔径误差补偿问题十分复杂.本文基于逆合成孔径雷达(inverse SAR,ISAR)相位补偿思想,用参考点所在距离单元相位补偿孔径误差,并由补偿数据中提取散射点的三维特征.仿真实验表明,新算法由无噪数据中获得的散射点分布与散射点真实分布只是存在着空间位置上的偏移,但目标结构特征未变.因此新算法是一种适用于曲线SAR的有效自聚焦算法.     

ISAR雷达ESPRIT成像算法的改进

应用ESPRIT算法能够很好地提高逆合成孔径雷达成像的分辨率，但是传统的ESPRIT算法运算量大，运算速度慢。本文把对ESPRIT算法的一些最新成果即ESPRIT的改进引入ISAR成像过程，经过试验证明它能有效改善雷达成像的速度。     

基于时频分析的ISAR瞬时成像算法

基于传统R-D算法(Range Doppler Algorithm)的ISAR成像是基于目标平稳运动的假设,而对机动目标,由于R-D算法将相同散射点不同时刻表现的不同频率压在一起,从而使散射点展宽、图像模糊不清.文中首先分析经典傅里叶变换与时频分析的本质区别;然后阐述几种典型的时频分布的交叉项干扰情况、时频聚集性能,与其他时频分布相比.重排Gabor时频分布性能优良,不仅时频聚集性好,而且无交叉项干扰,对目标瞬时成像效果较好;最后,仿真和实测数据验证了成像算法的有效性.     

基于压缩感知的ISAR高分辨成像算法

针对 ISAR 在短孔径条件下存在的方位向分辨率低、易受噪声干扰等问题,基于压缩感知理论,提出了一种适用于短孔径时间模式下的基于压缩感知的ISAR方位向高分辨成像算法--PH-SL0算法。该算法首先构建部分随机化哈达玛矩阵作为量测矩阵,PH 矩阵具有重构精度高、重构需要量测个数少的优点;然后将运算速度快、重构精度高且稳健性好的平滑0-范数法（SL0, smoothed L0-norm）推广应用到雷达复数域进行信号重构,实现 ISAR的横向高分辨成像;最后对在短 CPI条件下提出的 PH-SL0算法的横向分辨率问题进行了理论分析。仿真和实测数据结果表明,所提算法具有更高的聚焦性能、分辨率以及较好的抗噪性能。     

一种稀疏孔径下大尺寸目标的ISAR 成像方法

针对稀疏孔径下的大尺寸目标ISAR 成像,该文提出了一种新的成像方法,该方法在距离频域进行方位向压缩,避免了散射点越距离单元徙动的影响|引入压缩感知替代FFT 对稀疏孔径数据进行方位压缩,通过构造随距离频率变化的基空间,消除了距离频率和方位时间之间的耦合,同时降低了方位向的峰值旁瓣比,获得了清晰的目标图像。计算机仿真结果验证了该算法的有效性。      

基于自适应权重GPSR算法的ISAR成像

为了提高ISAR成像运算效率,本文提出一种自适应权重GPSR(AW GPSR)算法,并用于ISAR成像。该算法为加快参数重构的收敛速度,给ISAR图像中每个散射点都赋予正则化权重系数。对于幅度较小的散射系数,赋予较大的权重,使其快速减小为0;对于幅度较大的散射系数,给予较小的权重,使其在迭代中保持不变。在梯度下降迭代过程中,不断更新散射系数和正则化权重。本文采用仿真信号和实测信号进行ISAR成像实验,实验结果表明,相比常规GPSR算法,AW GPSR算法达到收敛的速度更快,成像时间降低了约23%。在成像效果方面,AW GPSR算法与常规GPSR算法相当,但明显好于传统的R-D算法和ESPRIT算法。     

基于FRFT的机动目标ISAR成像算法

研究目标机动性不太剧烈、散射点子回波序列多普勒变化满足一阶近似条件下的机动目标ISAR实时成像问题.提出了一种新的基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的机动目标ISAR距离一瞬时多普勒成像算法,用FRFT代替传统的快速傅里叶变换(FFT)实现目标的方位向分辨,利用目标运动的先验信息缩小算法的搜索范围,提高运算效率.实测数据处理结果表明该算法较好地解决了机动目标成像问题.与已有的机动目标成像算法相比,该算法在保证成像质量的前提下,大大减小了运算量,可用于机动目标实时成像.     

基于运动参数估计的ISAR成像算法研究

在逆合成孔径雷达（ISAR）成像算法中,目标的运动参数补偿对成像质量有很大影响。针对线性调频步进信号的ISAR成像算法进行研究,通过质量重心法对目标的速度和加速度进行粗估计,用多普勒法和最小熵法对运动参数进行修正,得到更精确的速度和加速度,并对回波包络进行补偿,最终实现ISAR成像。