一种基于DPCA的星载SAR/GMTI实现方法

星载SAR的轨道运动和受地球自转、地球曲率等因素影响,以及卫星平台快速运动造成的地杂波谱展宽甚至占据整个方位谱,这些都使得星载SAR/GMTI的处理方法较机载SAR/GMTI更为复杂.为了有效检测运动目标,必须对地杂波进行抑制.偏置天线相位中心（DPCA）是一种有效的地杂波抑制技术.文中在星载SAR三孔径天线回波信号多普勒特性分析的基础上,结合Raney,R K给出的多普勒参数表达式,推导了一种基于DPCA的星载SAR动目标检测、径向速度分量估计以及目标定位的方法.最后,通过星载SAR/GMTI计算机仿真进行了验证.     

基于DPCA的机载SAR动目标检测与定位方法研究

提出了在机载SAR模式下应用三孔径DPCA技术对地面慢速运动目标进行检测与定位的方法，从回波模型入手对此方法进行了理论分析并给出了计算机仿真结果。仿真结果表明，在满足DPCA条件的情况下，系统可以得到理想的主瓣杂波抑制效果和良好的测速定位性能。本文最后给出由于雷达平台的运动误差而导致DPCA条件不满足的情况下该方法的检测、定位性能。     

基于自适应DPCA的机载雷达杂波和干扰抑制的研究

分析了机载雷达相位中心偏置天线(DPCA)和自适应相位中心偏置天线(ADPCA)处理算法,对机载雷达DPCA的杂波和干扰抑制等进行了数值仿真。仿真结果表明,通过DPCA可以将淹没在强杂波背景中-47dB信噪比的目标提高到6.3dB;但当存在干扰或者机载雷达不满足DPCA的理想条件时,信噪比恶化非常严重;当干扰有效辐射功率(ERP)增大到1 W时,信噪比变为-15dB;当采用ADPCA处理后,即使在干扰ERP为400 W时,处理后的信噪比仍超过6dB。     

一种基于双通道DPCA 的SAR-GMTI 杂波抑制方法

偏置相位中心天线技术(DPCA)作为空时自适应信号处理(STAP)技术的特殊形式,在合成孔径雷达地面动目标指示(SAR-GMTI)领域得到了广泛的应用。杂波抑制的能力直接决定了GMTI 的性能,传统的复图像域DPCA 技术对于地杂波抑制能力有限,特别是广泛分布着强散射静止地物的城市区域。该文利用干涉相位对DPCA幅度进行非线性加权,提出了一种加权DPCA 杂波抑制方法,该方法降低了通道间残差相位对DPCA 杂波抑制的影响。实验结果表明:该文方法在杂波抑制能力上优于传统DPCA 方法。      

基于斜视TOPSAR的星载区域监视GMTI方法研究

无论在军事上还是在民用中,对大范围区域内的运动目标进行实时监视与检测都非常重要,传统区域监视采用机载扫描模式(ScanSAR),受到国界领空限制,并且ScanSAR固有的特性导致其不适用于在星载平台上进行运动目标区域监视。该文提出一种基于斜视TOPSAR的星载区域监视GMTI方法。该方法采用TOPSAR模式,改善了ScanSAR在星载条件下的低信杂比和信噪比问题。该方法利用斜视TOPSAR全孔径成像算法进行成像,并采用相位中心偏置天线(DPCA)和双门限单元平均恒虚警(CFAR)检测方法对动目标进行检测,利用推导出的运动目标的干涉相位与速度关系,对运动目标的速度进行估计和定位。另外,该文还分析了真实数据和仿真数据之间可能存在的差异及如何降低差异带来的影响。仿真结果验证了该方法的有效性。      

现代DPCA技术研究

本文从空时二维处理角度出发,研究了现代相位中心偏置天线(DPCA)的几种实现形式及其相应的杂波抑制机理,其中包括二单元DPCA、多相位中心DPCA、多相位中心-多延迟处理DPCA、∑-Δ DPCA、频域DPCA等几种典型方式.着重分析了不满足DPCA条件时,各种DPCA的杂波抑制能力.     

基于二天线的双基地DPCA技术

该文给出了双基地相位中心偏置天线(DPCA)技术的空间几何模型,从接收信号模型入手分析了双基地DPCA技术的杂波抑制原理,并给出了计算机的仿真结果。文章指出,双基地DPCA技术要求天线间隔D,脉冲重复频率PRF以及载机速度Va三者严格满足条件：D=mVa/PRF (m 是一正整数),这跟单基地情况下是一致的;当约束条件不能满足时,杂波的抑制效果将受到一定的影响。     

基于多视平均和共轭相乘处理的SAR图像域DPCA慢动目标检测新方法

天线相位中心偏置(DPCA,Displaced Phase Center Antenna)技术应用于双通道SAR图像域检测地面慢动目标,具有操作简单、高效实用的特点,因此寻找性能更优的DPCA检测量具有重要的理论和实际意义.本文在深入分析经典图像域DPCA检测量存在的不足的基础上,引入多视平均、共轭相乘处理,提出了几种新的DPCA检测量.理论分析和实验验证表明:新DPCA检测量具有杂波和噪声抑制能力强、旁瓣抑制好、定位精度高等特点,说明共轭相乘操作和多视平均处理能够有效地弥补经典DPCA检测量的缺陷,有效提高检测性能.此外,理论推导了随机噪声和通道之间的绝对增益误差等干扰因素对DPCA检测量的影响,证明了新DPCA检测量具有较强的抗干扰性.     

一种多通道SAR杂波和动目标回波模拟方法北大核心CSCD

针对真实飞行试验数据和模拟数据的不足,提出了一种真实数据与模拟数据相混合的多通道合成孔径雷达(SAR)原始数据模拟方法。该方法将真实单通道SAR数据加窗形成多通道SAR杂波数据,将这些数据与模拟的多通道SAR运动目标数据合成,得到含有运动目标和真实杂波背景的多通道SAR原始数据。上述数据可用于多通道SAR运动目标检测方法、设计概念、系统设备的开发、验证和评估。该方法具有成本低和真实度高的优势。利用该方法获得的多通道SAR原始数据进行了DPCA动目标检测试验和通道均衡试验,证明了该方法的正确性和有效性。     

星载SAR方位多通道TOPS成像模式参数设计

目前,星载SAR的渐进扫描(Terrain Observation by Progressive Scans, TOPS)成像模式承担有宽幅成像的重要任务,本文将偏置相位中心的方位多通道(Displaced Phase Center Multiple Azimuth Beams, DPCMAB)技术与其结合,以实现一种更高分辨率的宽幅成像体制。由于波束在距离向和方位向存在周期性扫描,对该体制进行常规的系统设计外,还应考虑多块区域的综合成像效果与拼接效果。本文还提出一种方位多通道TOPS模式的系统参数设计流程,依据流程考虑了系统性能指标与成像可行性,对脉冲发射频率(Pulse Repetition Frequency, PRF)、子带个数、Burst时间和方位向子通道分布等关键参数进行设计,给出了多组设计参数,为后续的工程实现提供了参考。最后根据设计参数进行系统性能分析,证实了系统能够实现理想的成像效果,说明了设计结果的有效性。     

三孔径天线DPCA实现星载SAR动目标检测的方法

地杂波抑制是实现星栽合成孔径雷达地面运动目标检测的一个关键问题。本文给出了对DPCA条件下的三孔径天线回波数据，利用类似动目标显示(MTI)雷达中三脉冲对消滤波器的原理来抑制地杂波，从而实现星栽合成孔径雷达(SAR)动目标检测的方法。首先介绍了三脉冲对消器的原理及其频率响应特性，然后在建立星载SAR沿航迹向三孔径天线空间几何模型和机理分析的基础上，推导了对三孔径天线回波用三脉冲对消实现被地面背景杂波淹没的运动目标的检测方法。最后，用计算机仿真结果验证了其有效性。     

机载双通道SAR／GMTI数据域DPCA算法研究

相位天线偏置(DPCA)技术在雷达领域是一种经典的杂波抑制算法,该算法简单易行,有很高的实用价值。文中研究了数据域DPCA技术在机载双通道SAR地面动目标检测领域的应用,推导出点目标回波模型;介绍了时间域和多普勒域算法的原理;对多普勒域DPCA算法的工程化进行了研究;最后给出了模拟数据的仿真结果。     

稳健的多通道SAR/GMTI通道盲均衡算法

对于实际的多通道合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）系统,各接收通道响应之间不可避免地存在着一定程度的幅度和相位误差,为了得到较为满意的地面动目标显示（Ground Moving Target Indication,GMTI）性能,通常都会在杂波抑制之前对通道间的幅度相位误差进行有效地校正.本文在基于回波数据相关矩阵特征分解的通道盲均衡算法基础上,结合降维处理技术及中值估计方法,提出一种稳健的多通道SAR/GMTI通道盲均衡算法.实测数据实验结果表明：与原通道盲均衡算法相比,本文所提算法不但收敛速度快,而且算法的有效性不受样本集中目标信号的影响.     

一种高分辨机载SAR／GMTI雷达接收子系统

较详细介绍了一种高分辨机载合成孔径雷达及地面动目标检测(SAR/GMTI)雷达接收子系统。该系统采用的技术主要有:去调频宽带接收、基于直接数字频率合成(DDS)的宽带波形产生、机载环境下的低相噪频率合成及小型化结构设计等。采用该子系统的SAR已完成多载机平台试验及多用途飞行应用,获得了0. 5m×0. 5m分辨率和良好的动目标检测性能。     

基于压缩感知的双通道SAR地面运动目标检测方法研究

针对目前双通道SAR地面运动目标检测(GMTI)方法采样数据量过大的问题,该文提出一种基于压缩感知的双通道SAR运动目标检测方法。该方法首先沿方位向进行随机稀疏采样得到双通道原始回波数据,然后通过匹配滤波方法实现距离向聚焦,并利用压缩感知技术实现方位聚焦,最后运用传统相位中心偏置天线(DPCA)技术进行杂波抑制。通过公式推导从理论上分析了该算法利用双通道方位稀疏采样数据实现杂波抑制的可行性,同时详细分析了运动参数对目标成像的影响。仿真与实测数据实验表明该算法在方位向欠采样情况下仍具有良好的杂波抑制性能。     

星载稀疏孔径GMTI雷达STAP仿真研究

地面动目标检测(GMTI)是脉冲多普勒雷达的重要应用领域之一。星载稀疏孔径GMTI雷达系统比传统的机载系统具有更强的适应性和更好的检测性能而受到广泛关注。文中应用空时自适应处理(STAP)对星载稀疏孔径GM-TI雷达的动目标检测方法和性能进行了仿真研究;基于星载均匀直线阵列GMTI雷达系统,运用典型的STAP算法获得了目标检测的结果。进而对孔径位置偏差、相关处理间隔和脉冲重复频率等参数变化时系统检测性能进行了分析。     

单通道扫描模式SAR/GMTI技术

首先介绍了地面动目标指示的原理,对动目标频谱进行了分析,详细讲述了单通道扫描模式地面动目标检测的原理方法,给出了动目标检测流程图。根据扫描模式下运动目标频谱特性,通过多普勒参数估计、杂波谱宽估计和抑制、帧间频道偏移估计及对齐等技术,有效解决了天线扫描引起的帧间频移问题。根据每个频道代表的频率以及所在的波位推算出动目标的运动参数,多帧分频道检测得到不同速度的动目标运动轨迹。结合实测数据,给出了单通道扫描模式下的地面动目标的检测结果。     

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Chirp-Z变换的分布式SAR地面运动目标检测方法

该文基于主辅星编队模式下的分布式卫星SAR系统,对Range-Doppler域地面运动目标检测方法进行了改进,提出回波信号经方位向相位补偿后,应用Chirp-Z变换能够将地面同一方位单元回波的频谱在不同通道内精确配准,而后通过干涉处理和频谱相位补偿来提取运动目标信息,并给出了频谱相位补偿对系统参数的约束条件以及频谱配准对目标速度的约束条件。最后仿真表明该方法在约束条件下是有效的。