一种机载SAR地面运动目标成像模块设计

针对一体化机载合成孔径雷达/地面运动目标指示(SAR/GMTI)处理器实现多功能同步的难题,提出一种基于混合SAR/ISAR处理的地面运动目标成像处理模块设计,复用距离脉压数据实现场景成像、动目标检测以及动目标成像功能的并行。结合集成了多处理器的分布式内存体系结构的数字信号处理板卡,通过同构设计和链式数据缓存,每片DSP和其外存构成独立的成像处理节点。同时链路口互联结构可发送当前子孔径的脉压结果实现同步缓存,因此各成像节点可并发响应上位机对已检测动目标的成像请求。基于外场实测数据的处理结果证明了该设计的有效性。     

基于信号子空间处理的和/差波束干涉SAR/GMTI技术研究

该文研究了和/差波束干涉SAR/GMTI技术在通道不平衡条件下地杂波对消问题.文中阐述了和/差波束干涉SAR/GMTI的原理,推导了理想条件下地杂波空域对消因子.实际系统中,由于存在通道幅相不一致等误差,直接空域对消并不能有效抑制地杂波.该文研究了基于信号子空间处理的和/差波束干涉SAR/GMTI方案,通过二维信号子空间处理自适应地校正通道误差,进而对地杂波进行空域对消.仿真实验表明该方案对系统误差的敏感度显著下降,具有很好的鲁棒性,更适合于工程实施.     

对SAR-GMTI 的灵巧遮蔽干扰方法研究

提出了一种对SAR-GMTI 灵巧遮蔽干扰方法。该方法通过匀加速运动调制实现方位向干扰的同时,对SAR 信号进行余弦调相实现距离向干扰,将二者结合可在成像中形成区域遮蔽干扰效果,并以三通道干涉对消技术为例分析了其对多通道GMTI 的对抗性能。该方法的优点有两个:一是遮蔽区域大小和位置均可以通过改变干扰参数进行灵活控制;二是干扰信号与SAR 的距离向和方位向滤波器是基本匹配的,所需的干扰功率比较小。仿真实验证明了该方法对SAR 成像和SAR鄄GMTI 成像均具有很好的干扰效果。     

机载视频合成孔径雷达成像技术研究

机载视频合成孔径雷达(ViSAR)工作在太赫兹波段,具有5 Hz以上的无孔径交叠成像帧率。其采用一发四收系统架构,具备合成孔径雷达(SAR)成像、地面动目标检测(GMTI)和干涉合成孔径雷达(InSAR)测高等功能,兼具光学传感器成像速度快以及微波雷达环境与气候适应性好等优势。论文介绍了机载视频合成孔径雷达研究进展,实验表明,其成像分辨率优于0.2 m,合成孔径时间可缩短至0.2 s。利用阴影信息可以对运动目标(如卡车等)进行检测,结合传统的GMTI与InSAR技术,实现对复杂运动目标的成像、跟踪和定位。     

一种非均匀环境中双端口干涉SAR/GMTI杂波抑制算法

 本文针对非均匀环境对杂波抑制干涉SAR/GMTI系统的影响,提出了一种新的自适应杂波抑制算法,利用系统参数、成像几何关系以及接收通道误差推算空域对消权系数的先验值,并将其作为约束条件来控制自适应算法的求解,从而得到对消权系数较为准确的估计值.实测数据处理结果表明,此算法能够在非均匀环境中有效地降低权系数的估计误差,从而达到满意的杂波抑制效果.是一种实际可行的双(多)端口杂波抑制方案.     

基于SAR实测数据的舰船成像研究

该文基于机载SAR实测数据,对舰船目标成像进行了研究。SAR成像是针对静止目标,舰船目标表现在SAR图像上是散焦的。基于舰船目标的非合作性,可采用ISAR的方法对其进行成像处理,以得到高分辨的舰船图像。该文介绍了如何从SAR实测数据中提取出舰船目标的回波数据,并讨论了对舰船成像比较有效的ISAR运动补偿方法。最后给出了多艘典型舰船的清晰成像结果。该文提供了机载雷达SAR模式工作时对舰船成像的有效处理方法。     

基于CSI-MD的地面动目标聚焦成像技术

对于合成孔径雷达(SAR)图像,地面静止场景中同时存在运动目标;由于其运动参数未知,动目标在SAR图像上呈现方位向偏移和散焦;而在高分辨条件下,运动目标更可能会存在跨距离单元徙动现象,从而影响运动目标的聚焦成像。文中结合多通道合成孔径雷达-地面动目标显示技术,提出了基于杂波抑制干涉(CSI)和子视图相关法(MD)的动目标聚焦成像技术。该方法结合多通道SAR图像信息,在CSI抑制杂波后进行动目标检测,根据动目标散焦范围挑出包含动目标的区域;然后,用MD算法估计动目标所在距离单元的方位调频率,重新设计方位匹配滤波函数,对该区域内散焦的运动目标聚焦成像。仿真数据和实测数据的处理结果均证明了该方法能较好地实现动目标的聚焦成像。     

机载雷达对多舰船目标的成像方法研究

机载雷达对江面（或海面）上的多舰船目标成像时,由于各个目标的运动特性不同,因此难以对各个目标同时成像。针对这一问题,提出了一种机载雷达对多舰船目标的SAR／ISAR混合成像方法。该方法首先对原始数据进行SAR成像处理,接着从SAR图像中提取、复原单个目标的回波信息,然后对单个目标进行ISAR成像。最后,用实测数据验证了该方法的有效性。     

基于运动干扰站的SAR-GMTI相干噪声调频干扰

合成孔径雷达-地面动目标指示(SAR-GMTI)系统通常采用多个通道对杂波和干扰进行抑制和对消,传统的合成孔径雷达(SAR)噪声调频压制干扰难以对SAR-GMTI实施有效干扰。文中针对多通道SAR-GMTI提出基于运动干扰站的相干噪声调频干扰。该方法利用运动干扰站转发式干扰的成像特性实现方位向扩展,利用方位向相干噪声调频实现距离向扩展,将二者有机结合,可同时实现干扰目标在方位向和距离向的二维扩展。研究结果表明:该方法可获得部分方位向处理增益,有效降低了干扰功率需求,对SAR和SAR-GMTI均可产生灵活可控的干扰条带,可同时保护地面分布式静止目标和运动目标。理论分析和仿真实验验证了该干扰方法的可行性和有效性。     

解运动目标径向速度模糊的多通道干涉SAR/GMTI方法

针对常规的合成孔径雷达/地面运动目标检测(SAR/GMTI)系统目标径向速度过大导致的速度模糊问题,提出了一种解径向速度模糊的多通道干涉SAR运动目标检测方法。该方法通过设置4个不等间隔的接收通道并合理设计各通道间距,对两两子图像分别进行干涉对消处理,得到2个测速集合,这2个集合的交集元素即为目标速度的正确估计,从而有效解决速度模糊问题,实现对目标径向速度的精确估计。理论分析及计算机仿真验证了该方法的有效性。     

强背景杂波下的地面运动目标干涉式三维成像

基于逆合成孔径雷达(ISAR)成像与干涉式测角原理的结合,该文提出一种地面运动目标的干涉式雷达三维成像方法。利用获得的角运动参数对回波信号在原始数据域进行补偿,完成对应干涉天线上的复图像对准。按照目标散射中心点的空间位置,重构运动目标的三维图像。该文提出的基于线性调频信号拉伸处理的杂波剔除方法,在用干涉技术进行三维成像之前剔除强背景杂波,方法简单易于工程实现。仿真结果证明了该方法的有效性。     

Enhanced resolution in Sar/ISAR imaging using iterative sidelobe apodization.

Resolution enhancement techniques in radar imaging have attracted considerable interest in recent years. In this work, we develop an iterative sidelobe apodization technique and investigate its applications to synthetic aperture radar (SAR) and inverse SAR (ISAR) image processing. A modified noninteger Nyquist spatially variant apodization (SVA) formulation is proposed, which is applicable to direct iterative image sidelobe apodization without using computationally intensive upsampling interpolation. A refined iterative sidelobe apodization procedure is then developed for image-resolution enhancement. Examples using this technique demonstrate enhanced image resolution in various applications, including airborne SAR imaging, image processing for three-dimensional interferometric ISAR imaging, and foliage-penetration ultrawideband SAR image processing.     

Imaging and MTI processing based on dual-frequencies dual-apertures spaceborne SAR

Based on dual-frequencies dual-apertures spaceborne SAR (Synthetic Aperture Radar), a new SAR system with four receiving channels and two operation modes is presented in this paper. SAR imaging and Moving Target Indication (MTI) are studied in this system. High resolution imaging with wide swath is implemented by the Mode I, and MTI is completed by the Mode II. High azimuth resolution is achieved by the Displaced Phase Center (DPC) multibeam technique. And the Coherent Accumulation (CA) method, which combines dual channels data of different carrier frequency, is used to enhance the range resolution. For the data of different carrier frequency, the two aperture interferometric processing is executed to implement clutter cancellation, respectively. And the couple of clutter suppressed data are employed to implement Dual Carrier Frequency Conjugate Processing (DCFCP), then both slow and fast moving targets detection can be completed, followed by moving target imaging. The simulation results show the validity of the signal processing method of this new SAR system.     

顺轨双天线机载InSAR的地面运动目标检测研究

基于高分辨率顺轨双天线机载InSAR,研究了地面运动目标检测问题。采用双通道干涉处理,抑制地面静止杂波。针对高分辨率InSAR合成孔径时间较长的特点,将运动目标成像处理的概念引入运动目标检测过程,对运动目标信号实施距离徙动校正后,再聚焦成像,从而改善检测信噪比和信杂比,并进一步提高测速精度。InSAR仿真数据的处理结果表明了该方法的有效性。     

Blind-velocity SAR/ISAR imaging of a moving target in a stationarybackground

A synthetic aperture radio/inverse synthetic aperture radar (SAR/ISAR) coherent system model and inversion to image a target moving with an unknown constant velocity in a stationary background are presented. The approach is based on a recently developed system modelling and inversion principle for SAR/ISAR imaging that utilizes the spatial Fourier decomposition of SAR data in the synthetic aperture domain to convert the SAR system model's nonlinear phase functions into linear phase functions suitable for a computationally manageable inversion. It is shown that SAR/ISAR imaging of a moving target can be converted into imaging the target in a stationary squint-mode SAR problem where the parameters of the squint-mode geometry depend on the target's velocity. A method for estimating the moving target's velocity that utilizes a spatial Doppler analysis of the SAR data within overlapping subapertures is presented. The spatial Doppler technique does not require the radar signal to be narrowband, so the reconstructed image's resolution is not sacrificed to improve the target's velocity estimator.     

MIMO雷达三维干涉诊断成像方法

2维合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)和逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR)成像是目标散射机理高分辨率分析和散射诊断测量的重要手段,现有被广泛采用的技术主要包括转台ISAR和导轨SAR成像技术。相比于传统的2维成像,3维成像可以提供目标局部散射中心在空间的3维位置和散射强度信息。因此,探索新的、可工程化实现与应用的目标3维成像技术是一项极具吸引力的工作。该文提出一种基于多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)阵列技术的3维干涉成像方法。首先,设计并试验了一种具有高孔径利用率和通过虚拟孔径实现干涉成像功能的MIMO阵列;其次,分析了MIMO阵列合成的两组虚拟孔径所成两幅2维雷达像的干涉相位与目标散射中心高度之间的关系,发展了MIMO雷达3维干涉成像算法;最后,通过数值仿真和原理样机实验验证了所提方法在目标散射机理分析和诊断测量应用中的可行性和有效性。      

一种新的双孔径天线干涉SAR动目标检测方法

提出了一种基于双孔径天线沿航迹向干涉SAR进行动目标检测、测速及定位的新方法.该方法在分析杂波对消必要性的基础上,给出了进行地杂波对消、动目标检测、径向速度分量估计及定位的原理和实现方法.在恒虚警处理后,通过比较杂波对消后的残差图像与原始图像中运动目标和静止目标对消幅度的差异,检测出运动目标.同时,可以利用残差图象中杂波的对消特性进行运动目标径向速度的估算以及目标的定位.这种检测方法具有良好的杂波对消性能,能够完成被地面背景杂波掩盖的运动目标的检测、测速及定位.计算机仿真结果验证了其有效性.