一种用于宽带机载SAR的空变相位误差补偿算法

该文提出了一种用于机载合成孔径雷达(SAR)的方位向空变相位误差补偿算法。传统的机载SAR运动补偿技术只补偿方位向相位误差的空不变分量,而常常忽略空变分量。对于高分辨率宽带SAR,传统的运动补偿算法由于没有补偿空变相位误差,不能满足分辨率要求。该文提出的子孔径算法通过在距离-多普勒域将SAR数据分为若干子孔径,每个子孔径数据进行单独的相位误差补偿,从而实现了空变相位误差的补偿。在传统的运动补偿处理中嵌入该算法可以大大提高SAR图像方位向分辨率。     

一种改进的ISAR图像方位向定标方法

确定逆合成孔径雷达（ISAR）图像的方位向像素尺寸,即方位向定标,是正确获得目标外形和尺寸等特征信息的前提。ISAR图像的方位向像素取决于雷达波长和目标相对于雷达视线在相干积累时间内的转角,前者是已知的,但后者在对非合作目标成像方式下难以确定。在研究已有定标算法的基础上,提出了一种改进的ISAR图像方位向定标方法,即首先用最大对比度（IC）和质量评估（QE）准则筛选出多个质量最好的包含特显点的距离单元,然后提取这些单元内特显点的回波信号并估计各特显点的调频率,最后由特显点的距离坐标和调频率获取目标的转动角速度,从而实现ISAR图像的方位向定标。仿真和实测数据的处理结果表明,该算法的定标效果明显优于已有算法。     

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。     

图像幅度和值最小化自聚焦算法

为了获得高分辨率合成孔径雷达(SAR)图像,需要精确的方位向调频斜率参数,该文提出了图像幅度和值最小化的自聚焦算法。论文分析了方位向信号频域的压缩处理,当频域复乘函数的幅值为常数时,图像对比度与图像幅度和值之间存在一定的关系,又根据图像聚焦程度和图像对比度之间的关系,推导出图像聚焦程度和图像幅度和值之间的联系,根据此联系可以快速准确地确定方位向真实调频斜率,论文给出了该算法的实现流程。与传统的子孔径相关算法相比,该算法由于不存在部分孔径效应,所以具有计算量小、收敛好、估计精度高的特点;与图像对比度最优估计法相比,该文算法收敛速度快,运算量少,易于硬件实现,有助于提高实时成像处理器的性能。对RADARSAT-1数据自聚焦,实验结果验证了该算法的有效性。     

基于多通道自聚焦校正SAR图像空变误差研究

针对相位梯度自聚焦(PGA)在无特显点的场景下应用效果不明显和最小熵及最大对比度自聚焦方法运算量过大的特点,提出一种新的校正空变误差自聚焦方法,利用相位误差局部非空变的特点,对距离向各个子块数据进行非空变相位误差进行估计。根据载机平台的运动特点及已估计出的各个子块的相位误差,计算出载机平台在垂直航向上的斜距误差。利用已估算出的斜距误差对整个距离向进行相位误差拟合,从而获得距离向的空变相位误差曲线。最终获得了较好的成像效果,并通过仿真实验验证了该方法的有效性。     

图像强度的平方和最大化自聚焦算法

为了获得精确的方位向多普勒调频率参数以提高合成孔径雷达图像的质量,提出了一种新的自聚焦算法,即图像强度的平方和最大化准则的自聚焦算法。该算法基于图像对比度,推导了图像强度的平方和与图像对比度的关系,同时为了提高该算法的计算效率,又提出利用二分法替代通常的进退法。最后,利用实测数据处理,验证了二分法收敛速度较快和本算法的有效性。     

一种基于图像对比度的自聚焦算法研究

在合成孔径雷达自聚焦中常用的图像对比度最优算法需反复迭代,导致该算法计算量大、收敛速度慢、效率 低。为此本文提出了一种新的基于图像对比度的自聚焦算法——抛物线法。该方法是根据图像对比度与方位向调频斜 率的关系,引入数学中的抛物线法来估计多普勒调频斜率,避免了传统算法中的反复迭代,大大提高了计算效率。本 文最后用机载SAR 实测数据验证了该方法的可行性和高效性。     

基于时-空稀疏解的方位超分辨算法

受限于阵列波束宽度的瑞利限,常规单脉冲测角方法无法分辨处于一个波束宽度内的多个目标,为此,提出一种基于时-空稀疏解的方位超分辨算法,对距离、多普勒维无法分辨的同一波束宽度内的多个目标进行角度测量。该方法首先构造基于类-p范数稀疏度和2范数约束的代价函数,通过迭代过程最小化代价函数求得时-空二维稀疏解,最后由时-空二维稀疏解估计目标的多普勒频率和方位角。与传统的方位超分辨算法相比,该方法利用了多普勒信息,改善了方位超分辨性能,具有较高的分辨率和极低的旁瓣电平,同时该方法无需多维空间谱搜索过程。计算机仿真结果验证了该算法的有效性。     

基于自适应动量估计优化器与空变最小熵准则的SAR图像船舶目标自聚焦算法

在SAR散焦船舶图像中,部分船舶目标的散焦现象具有沿距离向空变的特性.针对此类散焦船舶目标,该文提出了一种基于自适应动量估计优化器与空变最小熵准则的SAR图像船舶目标自聚焦算法,该算法直接对复图像进行处理,可以实现对任意阶次相位误差的补偿.在仿真数据和GF-3数据上的实验结果表明,所提算法可以有效地实现SAR图像空变散...     

对比度最优算法在UWB SAR运动补偿中的应用

对比度最优自聚焦(COA)算法是一种计算量相对较小的自聚焦算法,在高波段及L波段SAR中得到了成功应用。但对于工作在P波段的超宽带SAR(UWB SAR),由于杂波噪声干扰严重,给COA算法的应用带来了较大的困难。文中针对UWB SAR这一特点,提出了一种有效减小杂波对对比度干扰的方法,通过改造对比度评价函数、选择信噪比较强的方位线、对方位压缩后的图像低通滤波、并剔除偏差较大的估计值等方法,有效地提高了COA算法在UWB SAR中的性能。实际UWB SAR数据的补偿结果表明了该方法的有效性。     

基于随机霍夫变换的干涉ISAR横向定标算法

针对ISAR像的横向定标、干涉ISAR(InISAR)中相位缠绕问题,该文提出一种基于随机霍夫变换(Randomized Hough Transform,RHT)的InISAR横向定标算法。该算法基于ISAR像中的特显点,由特显点的干涉相位主值得到的横向距离与多普勒频率的线性关系,利用RHT估计真实横向距离与多普勒频率之间的尺度因子,对ISAR像横向定标,从而避免了繁琐的相位解缠绕过程。仿真结果表明该算法可以实现对ISAR像的定标,并具有一定的抗噪声性能。     

一种高精度的ISAR转动补偿和方位定标方法

传统逆合成孔径雷达(ISAR)成像算法忽略了目标回波的高阶转动相位的影响,导致方位向聚焦效果较差,且无法直接从目标图像中获取目标尺寸信息。该文提出一种转动补偿和方位定标方法。该方法采用回波的全部方位信息,通过构造局部平均多普勒趋势(LADT)信号获取目标回波的多普勒变化趋势。进一步利用随机采样一致(RANSAC)算法估计多普勒调频率及目标有效转动速度,实现高精度转动补偿与方位定标。仿真与实测数据实验验证了该方法的有效性。     

空间目标卡尔曼滤波稀疏成像方法

鉴于卡尔曼滤波器(KF)具有优良的信号估计性能,将KF与贪婪算法相结合,该文给出稀疏约束下的基于KF的空间目标逆合成孔径雷达(ISAR)成像方法。考虑到有些空间目标尺寸较大或包含大尺寸部件,或成像积累时间较长,会引入越分辨单元走动(MTRC)和方位向2次相位调制,首先对回波进行MTRC校正,然后构建包含2次相位的观测矩阵,通过使图像锐度最大化,估计目标转动角速度,获得聚焦目标图像,并将估计转速用于方位向图像定标。卫星仿真ISAR数据处理验证了上述成像处理方法的有效性。成像效果优于传统距离多普勒(RD)和正交匹配追踪(OMP)方法。     

低分辨雷达目标成像的横向距离定标

确定低分辨雷达目标横向成像的距离定标(横向距离因子),是正确获取目标横向距离像和进行雷达目标识别的一个前提。根据逆合成孔径雷达(ISAR)原理,目标横向距离因子取决于雷达波长和目标对于雷达视线(RLOS)在相干处理时间内的转角,前者可已知,但对于非合作的运动目标,后者在简单的ISAR方式下,是难以确定的。该文根据合成阵列以及干涉SAR(INSAR)的原理,利用两个水平方向放置的天线,通过对两个天线所成一维横向距离像进行比相,便可对目标进行横向定标。通过理论分析和仿真实验证明,该方法是正确和有效可行的。     

一种非均匀转动目标的ISAR自聚焦算法

在ISAR成像中,目标的非均匀转动会引入与散射点位置有关相位误差,无法用统一的相位误差函数表示,因此通常的自聚焦方法难以消除。针对加速转动目标,本文提出了一种基于离散调频傅立叶变换(discrete chirp-Fourier trans- form)的自聚焦算法。在预先选定的距离单元上,利用离散调频傅立叶变换提取最大功率散射点对应的调频信号,并以之为参考信号消除目标平动引起的相位误差。然后,利用同样的方法,在多个距离单元上提取最大功率散射点对应的调频信号,根据该散射点信号估计目标非均匀转动的参数,并进行非均匀采样,去除非均匀转动的相位误差。将该算法应用于仿真试验和实测数据的ISAR成像中,都得到了较好的聚焦结果。     

改进的相位梯度自聚焦加窗方法

相位校正是ISAR（逆合成孔径雷达）成像中的关键步骤,校正的精度直接关系到成像的质量。相位梯度自聚焦算法是一种广泛使用的相位校正算法,可以有效地补偿目标复杂运动所造成的相位误差。本文在研究传统PGA（相位梯度自聚焦）算法的基本步骤所起作用的基础上,对加窗方法进行改进,提出以归一化平均能量来估计误差支撑区域的方法。该方法综合考虑了非目标区域与目标区域的归一化平均能量,并将两者的均值作为提取误差支撑区域的阈值。对实测数据进行成像的处理结果表明,该方法可以提高自聚焦算法的收敛速度,使其更具有鲁棒性和实时性。     

Automatic aircraft landing using interferometric inverse syntheticaperture radar imaging

This paper presents an interferometric processing of an aircraft's monostatic and bistatic inverse synthetic aperture radar (ISAR) signatures for automatic landing. The aircraft's squint angle in this ISAR imaging problem is near 90 degrees . We show that this extreme squint angle does not pose any problem for the ISAR Fourier-based (wavefront) reconstruction algorithm. In fact, the aircraft can be imaged accurately, and without any erroneous shifts in the cross-range domain, within the imposed theoretical resolution. Moreover, the algorithm is accurate enough such that one can utilize the phase of the ISAR monostatic and bistatic measurements for interferometric processing. The resultant interferometric ISAR image is used to detect undesirable rotations in the aircraft's orientation.     

基于线阵的MIMO-ISAR二维成像方法

针对多输入多输出逆合成孔径雷达(MIMO-ISAR)成像中空-时阵列非均匀造成的成像数据不均匀,该文基于线阵建立了目标空-时回波信号模型,经过推导,提出一种相同距离单元横向聚焦的成像方法。该方法首先进行距离补偿,将空时分布的距离像对齐至目标初始位置;然后构建相位因子,补偿非关心方向运动引起的相位变化;最后对相同距离单元数据沿横向相干叠加,实现横向聚焦。该算法不受阵列形式的限制,无需数据均匀化处理,而且能够横向定标,仿真验证了该方法的有效性。     

基于FRFT的非均匀转动目标ISAR自聚焦算法

在ISAR成像中,目标的非均匀转动会引入与散射点位置有关的相位误差,无法用统一的相位误差函数表示,而散射点子回波的相位精度对于ISAR自聚焦的相位校正非常重要.针对加速转动的目标,提出了一种基于分数阶傅里叶变换(FRFT:fractional Fourier transform)的自聚焦算法.在预先选定的距离单元上,利用分数阶傅里叶变换提取最大功率散射点对应的调频信号,并以该信号为参考信号消除目标平动引起的相位误差.利用同样的方法,在多个距离单元上提取最强散射点对应的调频信号,并对调频信号的估计值加权平均,得到非均匀转动参数的最优估计,进而对信号非均匀采样,消除非均匀转动的相位误差.仿真结果验证了该算法能够很好地消除相位误差.