基于FMCW的弹载SAR俯冲成像方法研究

调频连续波合成孔径雷达具有体积小、重量轻、成本低、功耗低等优点,在精确制导领域具有较大的应用潜力。针对俯冲运动状态下弹载FMCW SAR运动特点,提出了一种弹载FMCW SAR俯冲成像方法,在时域完成距离走动校正后,采用级数反演的方法推导了FMCW SAR回波信号精确方位多普勒频域表达式,通过对多普勒频域表达式的分析,构造相应的补偿函数完成目标的二维成像。最后点目标和场景目标仿真实验验证了理论分析与该成像方法的有效性。     

基于道路辅助的机载SAR动目标检测和参数估计

经典的合成孔径雷达（SAR）动目标检测方法无法实现地面非匀速动目标的参数估计,为解决这一问题,本文根据动目标成像的特点,提出一种基于道路信息辅助的机载双通道SAR动目标检测方法。根据双通道SAR系统空间几何模型和回波信号模型,首先采用DPCA技术实现杂波抑制和动目标的检测,然后利用道路信息确定动目标的位置和速度,最后根据动目标方位向的散焦程度,估计动目标的距离向加速度。仿真结果验证了该方法的有效性。     

弹载SAR下降段成像算法研究

弹载SAR下降段成像中,弹体较大的下降速度和加速度将导致SAR回波信号的多普勒调频率沿方位向变化,影响方位聚焦.针对该问题,提出了一种利用方位非线性变标(NLCS)的弹载SAR下降段成像算法.该算法在距离徙动校正和距离压缩处理之后,通过引入方位非线性变标操作,补偿变化的多普勒调频率,并校正图像方位畸变,从而改善了方位聚焦深度和聚焦质量.数据仿真结果验证了算法的有效性.     

调频连续波(FMCW)聚束式SAR成像研究

针对调频连续波SAR与脉冲式SAR工作体制的不同,从而带来不同的回波表现形式,对基于调频连续波的聚束式SAR回波信号进行建模,分析信号的特征,揭示平台的连续运动在距离向产生一个多普勒频移的特性,从而影响方位聚焦．对于方位频谱混叠的问题,采用方位预滤波处理,通过插值实现采样率的提高,由于预滤波可以实现方位的块压缩,实际中的方位向点数并没有明显增加,最后基于FS算法完成残余聚焦,仿真数据处理结果验证了分析的正确性和算法的有效性．另外,对于平台连续运动引入的多普勒频移,分析了其对成像造成的影响,并给出了相应的补偿方法．     

基于DPCA-FrFT算法的SAR运动目标参数估计

在双通道的工作模式下,结合DPCA技术和分数阶傅立叶变换实现了对SAR运动目标的定位和两个方向(方位向和地面距离向)上速度的估计。首先建立了双通道SAR系统对运动目标的回波信号模型,阐述了动目标DPCA信号为线性调频信号这个特点,并且根据这个特点采用了分数阶傅立叶变换对其进行检测和参数估计。由于DPCA技术具有良好的杂波对消功能以及FrFT对chirp信号的良好检测效果,在不同信噪比情况下,DPCA-FrFT算法都能有效地抑制静止背景、获得良好的测速和定位效果。仿真结果证明了该算法的正确性和有效性。     

基于DPCA-FrFT算法的SAR运动目标参数估计

在双通道的工作模式下,结合DPCA技术和分数阶傅立叶变换实现了对SAR运动目标的定位和两个方向（方位向和地面距离向）上速度的估计。首先建立了双通道SAR系统对运动目标的回波信号模型,阐述了动目标DPCA信号为线性调频信号这个特点,并且根据这个特点采用了分数阶傅立叶变换对其进行检测和参数估计。由于DPCA技术具有良好的杂波对消功能以及FrFT对chirp信号的良好检测效果,在不同信噪比情况下,DPCA—FrFT算法都能有效地抑制静止背景、获得良好的测速和定位效果。仿真结果证明了该算法的正确性和有效性。     

近程SAR图像中的地面运动目标检测

探讨了单天线单通道近程合成孔径雷达(SAR)中的地面运动目标检测问题。利用KEYSTONE变换完成地面运动目标线性距离走动的校正，利用DECHIRP处理完成SAR聚焦后信号的Radon—Wigner变换，实现对运动目标信号的“聚集”。根据近程SAR的特点，在多卜勒频率-调频率平面将地面静止目标信号和运动目标信号分离并采用CLEAN技术，去除强静止目标信号对弱运动目标信号检测的影响，从而对运动目标信号进行有效的检测。仿真和实测数据的处理结果表明了这种方法的有效性。     

机载三通道SAR/GMTI快速目标运动参数估计

针对常规SAR/GMTI系统无法获取快速目标信息的问题,提出一种基于解PRF模糊的快速目标检测和运动参数估计方法．首先将三通道SAR/GMTI数据在方位压缩后的距离频域两两对消抑制杂波,然后进行PRF模糊数估计．在方位压缩后的距离频域利用快速目标运动引起的模糊数与目标直线轨迹斜率的对应关系,通过Radon变换来搜索模糊数,同时得到目标轨迹直线斜率．已知直线斜率后进行方位徙动校正,并以最小熵准则搜索实现方位向聚焦,进而通过距离匹配滤波实现快速目标成像．仿真和实测数据结果均验证了该方法的有效性．     

同航线双基调频连续波SAR改进距离徙动算法

考虑到调频连续波合成孔径雷达具有较长的扫频周期,要达到频率的线性化非常困难,针对现有非线性校正方法的不足,提出了改进的频率非线性校正方法.另外,分析了平台连续运动带来的多普勒频移的影响.对于频率非线性校正后的信号,利用瞬时频率的概念,通过引入双基角,推导出基于调频连续波的同航线双基合成孔径雷达回波信号的二维波数域表达式,在此基础上提出了包含频率非线性校正的同航线双基调频连续波合成孔径雷达的改进距离徙动成像算法.仿真数据的处理验证了频率非线性校正方法以及成像处理算法的有效性.     

星载SAR动目标模拟研究

通过分析星载合成孔径雷达的工作原理，建立了静止目标和动目标的斜视等效距离模型；在此基础上提出一种星载SAR动目标模拟方法，即在真实星载SAR数据中加入目标模拟回波信号；最后利用RD算法对静止和运动目标模拟成像，结果证明该方法是可行的，从而为星载SAR动目标检测和成像算法提供了有效简洁的数据源。     

一种用于TOPS SAR-GMTI的空时自适应处理方法

针对在循序渐近对地扫描合成孔径雷达(TOPS SAR)模式下静止背景杂波的多普勒带宽很大,在有限的脉冲重复频率(PRF)条件下,会导致背景杂波出现严重的多普勒模糊问题,提出了一种基于谱压缩的空时自适应处理方法进行杂波抑制.经过谱压缩操作后,杂波的多普勒带宽减小到与其瞬时带宽相同,再利用空时自适应处理(STAP)方法进行杂波抑制,使得杂波抑制性能得到明显改善.同时,由于动目标径向速度的存在,会导致其多普勒频谱产生偏移,而直接采用匹配滤波方法对动目标进行聚焦,会造成虚假目标的出现.为了避免出现这一现象,可利用Deramp处理方法对动目标进行聚焦处理,能有效避免虚假目标的产生.同时利用TOPS SAR模式获得连续的重叠率很高的全孔径TOPS SAR图像,可以实现动目标的轨迹跟踪处理.最后,通过仿真实验验证了所提方法的有效性.     

基于两视处理的单通道SAR地面运动目标检测和定位

提出一种基于两视处理的单通道合成孔径雷达运动目标检测和定位方法．该方法根据静止场景和运动目标的多普勒谱的偏移不同,先把回波的多普勒谱分成对称两段分别成像。然后对两子视合成孔径雷达图像进行非相干相减，从而对消地杂波，增强数据的信杂噪比,提高运动目标检测能力,在对运动目标进行定位时．从合成孔径雷达图像中加窗取出运动目标的复信号并计算其多普勒谱。通过估计运动目标多普勒谱相对于静止目标的平移量．可对运动目标进行较准确的定位并可进一步降低虚警概率。     

贝塞尔级数展开的机载前视阵雷达杂波谱补偿方法

提出了基于级数展开的杂波谱补偿方法,首先采用贝塞尔函数对每个距离环实现方位和俯仰角的分离;接着将训练单元的俯仰矢量向待检单元进行投影,得到一个变换矩阵.再使用变换矩阵对给定的多普勒门的数据进行处理,减轻杂波谱对距离的依赖性;最后,从变换后的数据中估计杂波协方差矩阵,再利用空时自适应算法对补偿后的数据进行杂波抑制.仿真结果表明,该方法能有效改善杂波的非平稳性,提高了系统抑制杂波的性能.     

机载前向阵雷达近程杂波频移补偿

基于机载前向阵雷达在近距离地面目标检测时,杂波在距离上将呈现严重的非平稳性,提出了一种向量相似度准则,从杂波样本数据中计算补偿量的多普勒频移补偿方法。利用该方法对不同距离的杂波数据进行相应的频移变换预处理后,能有效改善近程地杂波的非平稳性。该算法在脉冲域和多普勒域中等效,适合并行运算,具有实现简单的优点。仿真结果表明经此方法预处理后的空时自适应滤波,能显著提高系统的性能改善因子。     

Azimuth variation correction method for geosynchronous synthetic aperture radar

Aimed at the severe azimuth variation caused by the ultralong synthetic aperture time and very large scene in geosynchronous synthetic aperture radar (GEOSAR), this paper develops an azimuth variation correction method for GEOSAR. The method firstly obtains the two-dimensional spectrum by the method of series reversion (MSR). The Doppler and azimuth positions of the point target in the two-dimensional spectrum are serious coupled. The singular value decomposition (SVD) can be introduced to separate the Doppler position from the position of the point target. Subsequently, Stolt interpolation is used twice to compensate the high-order phase terms. Thus, a focused scene is obtained. Finally, simulation for scene targets validate the proposed method. All the targets in the scene are focused well.     

Effective Sea Clutter Spectrum Extraction Method for HFSWR in Adverse Conditions

An effective approach in solving the sea clutter spectrum extraction problem is studied in the paper. Different from the conventional signal to noise ratio (SNR) method based on Doppler frequency or range domain information, a method is developed to characterize the differences between the sea echo and those interferences are by signal to interference plus noise ratio (SINR) which jointly utilizing the range, Doppler frequency and azimuth domain information. Furthermore, these differences can be adaptable to adverse conditions by forming the necessary boundaries and constraints in searching of the maximum SINR, which greatly promotes the extraction of sea clutter spectrum. The real high frequency surface wave radar (HFSWR) data demonstrate that the proposed method is less influenced by those interferences and can effectively extract the sea clutter spectrum even under the adverse conditions. Furthermore, it has been shown as an effective method for ship detection and sea state remote sensing of HFSWR.     

具有垂直基线的双基机载雷达杂波谱距离依赖性分析

在实际中,双基机载雷达接收发射载机经常不会在同一个高度,会导致在两载机之间产生垂直基线．首先对双基雷达的一般构型进行分析,然后从双基平飞正侧机载雷达的回波多普勒数学表达式上分析了当两载机高度之间存在垂直基线的情况下对杂波多普勒频率的影响．接着对四种典型构型的双基机载雷达进行了计算机仿真建模,分析了垂直基线对双基机载雷达回波的具体影响,发现了适当的垂直基线能够缓解双基机载雷达的杂波距离依赖性,能够提高双基雷达地面动目标检测性能．     

宽带雷达中消除“盲速”的动显方法研究

动目标显示雷达中通常存在多普勒频率所引起的"盲速"现象,常采用参差脉冲重复频率的方法来克服这种不利影响。在宽带雷达中,也可采用一种通过雷达回波信号的瞬时位移来检测运动目标的非相干动目标显示方法,在完全克服"盲速"影响并简化系统设计的同时,亦能够实现对包括低速目标在内的不同速度目标的有效检测。该文分别对这两种杂波抑制方法进行了研究,最后得出了宽带高分辨雷达进行杂波抑制的有效实现方法。