基于分布目标模型的SAR场景模拟

地理环境的场景回波模拟直接影响到合成孔径雷达(SAR)对抗系统仿真试验的效能评估.通过分析研究场景地表地物的电磁特性,利用高分辨率卫星影像数据的地物特征,采用面向对象的多尺度分类分割算法,提取得到了真实地物电磁特性数据.在构建分布目标模型时,先将实测数字高程模型(DEM)数据进行分形插值处理,建立几何模型,再利用小面单元模型建立散射模型,小面单元的电磁散射特性数据由与DEM数据对应区域的卫星影像数据提取得出,从而建立真实地理环境的SAR回波模型.通过ChirpScaling成像算法对回波信号进行处理,证明了方法的可行性.得到的场景回波模型与通常所用的忽略地物电磁特性得到的回波模型相比,具有逼真度高的优点,为SAR对抗系统仿真试验提供支持.     

合成孔径雷达回波仿真技术研究

为了能在实验室中对弹载SAR进行仿真试验 ,该文讨论了弹载SAR回波仿真系统构成原理。随着高速数字器件的发展 ,使建立一个可以应用于室内弹载SAR仿真试验的的回波仿真系统成为可能。文章还探讨了目标仿真模型 ,从目标散射模型和几何模型两个方面来描述分布目标     

RELAX参数估计算法在雷达目标特征提取中的应用

从理论上推导分析了聚束式SAR(Spotlight SAR)的chirp信号回波模型。在回波模型中,回波被分解为两部分--强散射点的回波信号以及噪声和杂波,强散射点的回波(正弦信号)为离散谱,而噪声和杂波为连续谱。基于该回波模型,将RELAX算法应用于对可分解为若干强散射点的特定目标的特征提取,从噪声和杂波的连续谱中估计出强散射点回波的离散谱参数,频率对应于强散射点的位置、幅值对应于强散射点的RCS,从而实现对目标的特征提取。最后,通过计算机仿真,验证RELAX算法的有效性和优越性。     

GNSS-R SAR地面目标建模与成像

针对GNSS-R SAR对地成像仿真中,由于地面目标建模以目标复杂的实地勘测DEM（Digital Elevation Model）为基础而导致的典型目标影像特征不利于单独观察的问题,基于蒙特卡罗方法对随机地表建模,基于欧几里德原理对建筑和树木建模,构建结构灵活可控的成像场景。利用导航卫星作为辐射源,机载接收机作为信号接收平台,成像场景反射的GNSS-R信号作为回波信号,BP算法作为成像处理算法,进行成像仿真。仿真结果表明,该仿真场景下生成的图像可反映不同地面目标的结构特点和散射强度差异,证明了所构建的地面目标模型能够应用于GNSS-R SAR成像系统的仿真验证。     

RELAX参数估计算法在雷达目标特征提取中的应用

从理论上推导分析了聚束式SAR(Spotlight SAR)的chirp信号回波模型。在回波模型中,回波被分解为两部分——强散射点的回波信号以及噪声和杂波,强散射点的回波(正弦信号)为离散谱,而噪声和杂波为连续谱。基于该回波模型,将RELAX算法应用于对可分解为若干强散射点的特定目标的特征提取,从噪声和杂波的连续谱中估计出强散射点回波的离散谱参数,频率对应于强散射点的位置、幅值对应于强散射点的RCS,从而实现对目标的特征提取。最后,通过计算机仿真,验证RELAX算法的有效性和优越性。     

星载SAR目标回波信号模拟源的研制

结合我国星载SAR系统的研制,中国科学院电子所成功研制出地面测试用的高精度星载合成孔径雷达目标回波信号模拟源(SSARES)。根据星载SAR回波的信号模型,模拟生成雷达回波信号对SAR系统实行半实物仿真测试,得到了准确可靠的试验结果。SSARES为星载SAR系统的研制提供了一种行之有效的测试手段。     

宽带雷达动态目标建模及仿真研究

对复杂动态目标进行回波建模是研究目标散射特性，实现雷达跟踪识别动态目标的重要基础。该文利用宽带雷达的高分辨特性，分析了宽带信号照射到运动点目标上的回波信号形式，根据高频区目标总的电磁散射是多散射中心的合成的原理，得出了宽带雷达动态复杂目标的回波模型，并针对冲击雷达信号运用该模型进行回波仿真，获得给定目标在平动及转动情况下的回波仿真信号。仿真结果较好地反映出目标特征，为进一步进行雷达目标的识别提供了理论分析依据。     

SAR原始回波数据仿真方法研究

研究SAR原始回波数据处理优化问题,处理原始回波数据,在保留回波精度的同时,还要提高计算速度.传统处理仿真方法都存在不足.为了提高SAR原始回波数据处理速度,提出一种新的时频混合仿真方法.利用时域仿真得到数据精度高的优势和频域法仿真速度快的特点,保证了回波数据的精度和速度,并将已有时频回波算法中的两次循环计算简化为一次循环计算,进一步提高仿真效率.仿真结果表明,方法可以有效地仿真SAR原始回波数据,满足系统仿真要求,为系统设计提供参考.     

基于GPU并行处理的SAR回波仿真器设计方法

针对合成孔径雷达(SAR)设计了一种基于GPU的回波仿真器,使用并行计算的方法提高SAR回波模拟的效率。仿真数字回波信号通过数/模转换,转换为射频信号输出给SAR系统。使用了BP成像算法对仿真器模拟得到的点目标及分布式目标回波数据进行成像处理,验证了提出的SAR回波仿真器的有效性。实验分析表明,使用GPU并行处理的方法提高了SAR回波仿真的效率。     

基于FEKO与MATLAB的扩展目标回波平台构建

为了在教学科研中形象化的展示扩展目标的回波以及一维距离像信息,构建一个基于电磁仿真软件FEKO与MATLAB图形用户界面(GUI)仿真的雷达扩展目标回波模拟平台.利用该平台可以完成不同带宽、不同入射方向以及不同极化条件下电磁散射特性数据的获取以及扩展目标回波的模拟,并通过对模拟的扩展目标回波信号进行脉冲压缩处理,得到目...     

基于多次散射目标模型的雷达成像研究

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）作为一种主动微波传感器,被广泛应用于遥感对地观测。然而,传统上的雷达散射模型是基于几何光学近似的,忽略了地物目标之间的相互作用,即多次散射效应。为了充分挖掘和利用毫米波雷达影像中目标电磁散射特性信息,亟需对典型目标的多次散射效应进行建模仿真和验证。基于矩量法（Method of Moments, MoM）分析了球体、二面角等目标表面等效电流分布与分段成像结果的对应关系,并利用后向投影（Back-Projection, BP）算法进行电磁仿真成像,总结了单/双基地雷达模式对成像中散射机制的影响。结果表明：目标表面等效电流分布以及分段等效合成孔径张角会随入射角度发生改变,其中分段等效合成孔径张角会影响方位向分辨率;双基地雷达成像结果中包含更丰富的电磁散射信息。本研究可为SAR系统设计和验证、典型目标回波特性数据收集以及如何基于高解析度SAR影像进行目标识别等研究提供借鉴与参考。     

一种面向雷达工作流程的星载合成孔径雷达回波模拟

合成孔径雷达系统模拟是雷达系统设计最有效、最经济的检测方法,它可对雷达的功能、雷达的结果通过计算机进行模拟,改变参数就可获得不同地物、不同雷达参数、不同雷达模式的模拟结果。与设备仿真相比,它能快速实现并且不需高昂的成本。介绍了一种星载合成孔径雷达模拟方法,它以实际雷达信号的流程为依据,模拟雷达各部分的工作,更接近真实的模拟合成孔径雷达的回波。     

合成孔径雷达图像的自适应旁瓣抑制算法分析和实验研究

合成孔径雷达是有源相干高分辨率成像系统,常规成像算法对接收数据进行二维匹配滤波,实现成像。由于成像系统的二维频域支持域有限,使成像系统的方位向和距离向脉冲响应为sinc函数,又SAR图像具有动态范围大的特点,使SAR图像中的强目标旁瓣使弱目标主瓣发生畸变,所以要对SAR图像进行旁瓣抑制。讨论并比较了两种自适应旁瓣抑制算法,并利用模拟数据和中科院电子所的L-SAR系统的雷达图像对这两种算法进行了实验研究。     

Sparse microwave imaging:Principles and applications

This paper provides principles and applications of the sparse microwave imaging theory and technology.Synthetic aperture radar(SAR) is an important method of modern remote sensing.During decades microwave imaging technology has achieved remarkable progress in the system performance of microwave imaging technology,and at the same time encountered increasing complexity in system implementation.The sparse microwave imaging introduces the sparse signal processing theory to radar imaging to obtain new theory,new system and new methodology of microwave imaging.Based on classical SAR imaging model and fundamental theories of sparse signal processing,we can derive the model of sparse microwave imaging,which is a sparse measurement and recovery problem and can be solved with various algorithms.There exist several fundamental points that must be considered in the efforts of applying sparse signal processing to radar imaging,including sparse representation,measurement matrix construction,unambiguity reconstruction and performance evaluation.Based on these considerations,the sparse signal processing could be successfully applied to radar imaging,and achieve benefits in several aspects,including improvement of image quality,reduction of data amount for sparse scene and enhancement of system performance.The sparse signal processing has also been applied in several specific radar imaging applications.     

干涉合成孔径雷达海浪遥感研究

海浪是重要的海洋环境参数, 它对港口建设、海上航行、油气田开发等具有重要的意义。合成孔径雷达(Syn thet ic Apertu re Radar, SAR ) 是目前大范围测量海浪的主要工具, 用它来估计海浪主波系统的波长和传播方向比较好, 但要定量的提供海浪的振幅以及SAR 图像强度与实际海面的关系是相当困难的, 而且由SAR 图像获取海浪方向谱也比较复杂。沿航迹干涉合成孔径雷达(Along-Track Interferometric Synthet ic Aperture Radar,ATI-SAR ) 是在平台飞行方向上安置两根天线的双天线合成孔径雷达。相对于合成孔径雷达, 真实孔径雷达调制传递函数对沿航迹干涉合成孔径雷达相位图像的影响很小, 因此沿航迹干涉合成孔径雷达更适合测量海浪。详细介绍了沿航迹干涉合成孔径雷达海浪遥感的成像机制, 为进一步反演海浪方向谱奠定了基础, 最后针对目前研究存在的问题以及今后有待研究的方向进行了探讨。     

基于Vega软件的SAR实时仿真技术

进行合成孔径雷达（SAR）成像仿真是研究成像雷达的一个重要手段。本文在分析SAR成像仿真机理的基础上,提出了一种利用视景仿真软件Vega进行SAR实时成像的仿真方法。利用软件平台VC＋＋、Multigen Creator和Vega设计机载合成孔径雷达（SAR）成像仿真系统,分析了影响机载SAR成像质量的各种参数,论述了利用Vega的雷达仿真模块——RadarWorks开发机载SAR成像仿真软件的流程以及整体系统的实现等关键技术。     

匀速运动目标的聚束SAR成像特征分析

运动目标的合成孔径雷达(SAR)成像特征是SAR/GMTI系统中进行运动目标检测和成像的基础.以往研究都是在两维可分离条带SAR成像算法条件下讨论目标运动对成像的影响,而很少考虑高分辨聚束SAR成像算法处理后运动目标的成像特征.本文推导了两种典型高分辨聚束SAR成像算法(RMA和PFA)处理后的动目标误差谱表达式,并在此基础上从目标几何定位误差、残留距离徙动和散焦等方面给出了完整的聚束SAR运动目标响应特征分析.最后通过仿真数据处理验证了分析结果.     

基于谱归一化生成对抗网络的目标SAR图像仿真方法

为解决合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)自动目标识别(Automatic Target Recognition, ATR)中的数据稀疏问题,提出一种基于谱归一化生成对抗网络(Spectral Normalization Generative Adversarial Network, SN-GAN)的目标SAR图像仿真方法。本文方法通过构建目标—场景—雷达耦合物理模型,求解散射强度分布图,利用SN-GAN实现对散射强度分布图的优化,生成高质量仿真SAR图像。通过3种相似性评估算法对仿真图像进行相似度评估,验证本文仿真方法的有效性。最后通过多组SAR ATR进行实验验证,在训练集中加入SN-GAN优化的仿真SAR图像可以有效缓解数据稀疏问题,提升分类算法的准确率。     

基于静态小波分解的多尺度SAR图象滤波

由于雷达回波的相干性 ,合成孔径雷达 (SAR)图象上存在着斑点噪声 ,因此 ,为消除这种噪声 ,提出了一种基于静态小波分解的硬阈值滤波方法 ,该方法首先将 SAR图象分解至静态小波域 ,然后在静态小波域中将噪声的小波系数收缩至零 .将此算法应用于 ERS- 1SAR图象斑点噪声滤波 ,并与基于 Mallat分解的滤波算法和另外 3种典型的 SAR图象滤波算法进行比较 ,结果表明 ,该方法不仅可以有效地去除斑点噪声 ,并且可以保持 SAR图象的精细纹理结构