星载 SAR 地面快视处理器距离预滤波的设计实现

综合孔径雷达(SAR)实时成像处理器, 在满足分辨率的情况下, 通过预滤波和降采样的方式降低数据率来满足系统处理带宽的要求. 距离向预滤波器由于其在整个信号处理机中的特殊位置决定了其需要极高的运算速度和良好的频响性能. 本文对其工作原理和实现方法作了介绍, 重点比较了采用 TS101 DSP 和 XC4VSX35 现场可编程门阵列(FPGA)实现该高性能滤波器的异同, 并得出采用 FPGA 比采用 DSP 具有无法比拟优势的结论, 本设计工程验证的结果说明了设计的合理性.     

一种基于FAS466的合成孔径雷达高速数据记录器的设计

介绍一种基于高性能SCSI总线处理器FAS466的专用高速合成孔径雷达SAR数据存储设备的设计。该设备可以脱离微机平台实时将SAR数据记录到SCSI硬盘。给出了记录器的系统结构和硬件、软件设计方法。     

相控阵雷达数字波束形成的实现

数字波束形成系统是现代雷达一个重要的组成部分.相控阵天线通过它可以实现自适应波束、低旁瓣波束,并通过对移相器、衰减器的控制实现波束扫描.本文介绍的数字波束形成系统充分利用现有的硬件技术,实现了雷达在多种工作模式下的波束实现及控制要求.     

基于量化区间跃迁模型的星载SAR原始数据压缩误差机理研究

星载合成孔径雷达(SAR)压缩后的原始数据信噪比是SAR系统设计时原始数据压缩比选取以及应用分析的重要理论依据,前人常用的量化信噪比并不能完全表征压缩后信号与噪声的关系.本文提出了量化区间跃迁的统计概率模型,旨在得出考虑系统噪声情况下,饱和度全集上星载SAR原始数据信噪比在ADC前与BAQ后的映射关系:当回波信号功率较小,输入信噪比较低时,4bit,3bit,2bit,1bitBAQ压缩后信噪比区别不大;当回波为中等功率信号且信噪比较高时,压缩比特数每减少1bit,信噪比恶化约5dB;当回波功率较大,ADC饱和时,量化后原始数据信噪比呈阶跃性下降,饱和度越高,信噪比恶化越严重.本文采用模拟高斯数据和实测SAR原始数据验证了理论结果的正确性,为星载SAR系统设计时BAQ压缩比的选取以及后续的应用分析提供了理论依据.     

C波段低噪声放大模块设计

最近几十年,在众多雷达系统中,先进的有源相控阵系统得到了巨大的关注和广泛的应用,发射接收组件(T/R组件)是有源相控阵雷达的核心部件之一.本项目是C波段宽带发射接收组件预研项目的组成部分,主要实现了T/R组件中的接收支路的放大模块,使用微带线匹配电路设计并制作了一个C波段三级直接耦合的低噪声放大器.该放大器工作频带内最大噪声系数Fmax＜1.1 dB,增益为36.5 dB,带内增益平坦度△G＜0.5 dB,线形相位误差△P≤±2.5°.经过使用,证明该放大器工作良好.     

星载SAR原始数据压缩引起的目标辐射误差机理研究

目标的辐射误差是影响SAR图像质量的重要因素。该文提出了一种解析求解SAR原始数据分块自适应量化引起的目标辐射误差的方法。该方法考虑系统热噪声的影响,采用符号函数描述分块自适应量化过程,并通过第1类贝塞尔函数恒等式将回波相位分解为倍频项叠加,经过频域匹配滤波最终推导出目标辐射误差的解析表达式。该文仿真了在已知热噪声条件下,不同幅度的单点和多点目标回波分别采用8:4, 8:3, 8:2, 8:1压缩比压缩时引起的辐射误差,验证了解析表达式的正确性。该文的分析结果为星载SAR系统原始数据压缩方案的选择及地面辐射校正处理提供了重要的理论参考。     

线性逆问题中惩罚优化方法信号重建误差界研究

惩罚优化问题常常用于在有噪声的条件下用较少的观测个数来求解线性逆问题。目前,对惩罚优化问题恢复误差的研究主要存在以下两点不足：一是对权重参数往往有要求;二是噪声的方向对误差的影响未知。针对这两个问题,该文研究了当存在有界噪声时,惩罚优化问题恢复的误差界。首先,该文从问题的几何出发,给定了一个几何条件。当这一条件满足时,就能够推导出惩罚优化问题恢复的一个明确的误差界。这个误差界保证了恢复的解是稳定的,也就是说,恢复误差不会超过观测误差的常数倍。同时,这一误差界对于任意的正权重参数都成立,并且揭示了恢复误差以及最优的权重选择与观测噪声的方向之间的联系。进一步地,当观测矩阵是一个高斯矩阵时,依据这一几何条件可以得到高概率稳定恢复所需的观测次数。仿真实验证明了理论结果的正确性。     

基于可变形卷积神经网络的遥感图像飞机目标检测

遥感图像中的飞机检测在民用和军事应用中都是一个重要且富有挑战性的任务。针对现有目标检测算法在复杂场景中旋转不变性差的问题,提出了一种多尺度可变形卷积神经网络用以检测飞机目标。该方法通过将可变形卷积适当地嵌入到特征金字塔来构建可变形特征金字塔,使得金字塔可以自适应的调整卷积过程中的空间采样位置,在进行飞机检测时具有一定的旋转不变性,且在各种复杂场景中也更加可靠。同时,根据训练集中的目标尺寸设计锚点尺寸并引入焦点分类损失以有效地关注难分类样本。该方法在公共UCAS-AOD数据集获得了97.39%的平均精度与RetinaNet模型相比提高了1.59%,并优于R-FCN、YOLOV2等其他流行方法,证明了该方法的有效性和准确性。     

部分饱和SAR原始数据压缩

分块自适应量化(BAQ)算法在实际应用中碰到的问题是SAR原始数据含有较多饱和成分的量化。文中分析了BAQ对这类数据产生较大误差的原因。根据数据的特点,提出了一种对传统BAQ进行改良的压缩算法部分饱和BAQ(FSBAQ).实验表明,这种方法在不改变压缩比的情况下,对存在一定饱和的数据都能提高4.5dB以上的量化信噪比.文中给出了一条选择量化形式的曲线。并给出用传统BAQ算法及该文给出的算法对一块SAR原始数据进行量化和结果对比。