一种精确的地球同步轨道SAR成像聚焦方法

地球同步轨道合成孔径雷达(GEO SAR)轨道高度大,因此合成孔径时间内可获取几百甚至上千公里的高分辨率合成孔径雷达图像,为宽区域内的目标侦察与精确打击提供了一种有效的技术手段。大的轨道高度给GEO SAR带来了很多的优点,但也给GEO SAR成像带来了很多难点。传统基于直线轨迹模型推导的低轨合成孔径雷达二次距离压缩算法在GEO SAR中应用将产生几百弧度的高阶相位误差,并导致严重的距离向空变性,从而使目标在长合成孔径时间和大场景下难以精确聚焦。本文主要对二次距离压缩(SRC)算法在GEO SAR近地点的情况进行了修正,基于精确的曲线轨迹模型解析的推导了方位向参考函数的调频斜率,并对方位向参考函数调频斜率的变化进行了自适应补偿,克服了大场景距离向的空变性。在100 s长合成孔径时间及40 km场景下,通过仿真验证了算法有效性,实现了GEO SAR的高精度成像。     

Bistatic Synthetic Aperture Radar Point Spread Function Characteristic Analysis

Based on the point spread function （PSF） theory, the side-lobe extension direction of the impulse response in bistatic synthetic aperture radar （BSAR） is analyzed in detail; in addition, the corresponding autofocus in BSAR should be considered along iso-range direction, not the traditional azimuth resolution （AR） direction. The conclusion is verified by the computer simulation.     

基于导航信号的BiSAR成像技术

该文研究了导航卫星照射的BiSAR系统的成像处理技术,针对导航信号BiSAR成像所存在的特殊问题,利用直达波信号提取距离徙动参数并在方位时域实现了距离徙动的校正,通过多普勒补偿的方法解决了导航信号对多普勒敏感的问题,利用对直达波信号的相位历程进行高阶多项式拟合实现了对多普勒相位历程的精确近似,方位向通过去斜处理实现方位向聚焦。仿真数据和实测数据的成像处理结果验证了该算法的正确性。     

昆虫雷达散射截面积特性分析

昆虫雷达是观测昆虫迁飞最有效的工具。研究昆虫的雷达散射截面积(RCS)特性对于昆虫雷达目标识别有着重要意义。该文将分析昆虫的静态RCS特性和动态RCS特性。首先,基于实测的X波段全极化昆虫RCS数据,分析昆虫的静态RCS特性,包括水平和垂直极化RCS随体重变化规律以及昆虫极化方向图随体重的变化规律。其次,总结当前通过电磁仿真研究昆虫RCS特性所用到的介质和几何形状模型,并对比了水、脊髓、干皮肤和壳质与血淋巴混合物4种介质和等体型扁长椭球体、等质量扁长椭球体和三轴椭球体3种几何模型组成的12种介质模型,经过电磁仿真结果与实测数据相对比发现脊髓介质等质量扁长椭球体模型与实测昆虫RCS特性最接近。然后,基于Ku波段高分辨昆虫雷达外场实测昆虫回波数据,分析了昆虫动态RCS的起伏特性,将实测昆虫动态RCS起伏数据与4种经典的RCS起伏分布模型χ², Log-normal, Weibull和Gamma分布分别进行了拟合分析,从最小二乘拟合误差和拟合优度检验结果可以看出,相比于其他3种模型,Gamma分布可以较好地描述昆虫目标RCS起伏的统计特性。最后,综述了昆虫RCS特性在昆虫雷达测量昆虫朝向、体重等参数测量的应用。

     

3D打印零件的尺寸精度及控制

在大型零件的成形过程中,零件底部翘曲变形导致精度丧失是熔融沉积增材制造技术的一个突出问题。以熔融沉积成型（FDM）3D打印制件的底部翘曲变形为研究对象,建立了一种FDM翘曲变形的数学模型,通过标准正交试验设计研究喷嘴温度、分层厚度、托板温度、填充密度和堆积层数及断面长度对FDM 3D打印翘曲变形的影响,应用极差分析和方差分析得到了最优的工艺参数组合。研究结果表明,分层高度为0.2 mm,喷嘴温度为210℃,托板温度为55℃,填充率为40%,底层堆积层数为25层,断面长度为20 mm,此时翘曲变形量最小,为0.402 mm。对翘曲变形影响程度主次顺序为：分层厚度>堆积层数>喷嘴温度>断面长度>填充密度>托板温度。随着堆积层数的增加和断面长度的减小,翘曲变形量呈减小趋势。     

机械法制备超细氧化铝粉体及其在ZTA陶瓷上的应用

采用机械研磨不同时间制备不同粒级的氧化铝(Al2O3)超细粉体,将该超细粉体应用于制备氧化铝一氧化锆(Al2O3-ZrO2,ZTA)复相陶瓷,研究了该超细粉体对ZTA复相陶瓷性能的影响.用氦气吸附法测萤Al2O3粉体的比表面积.用X射线透射沉降粒度仪、电超声粒度仪测定Al2O3粉体的粒径.研磨实验结果表明:微米级氧化铝原料经研磨可得到亚微米和纳米粒级产品,其中纳米Al2O3粉体平均粒径为70nm,比表面积大于115m2/g,X射线衍射表明:Al2O3晶形未发生变化,随着研磨时间的增加,Al2O3结晶度会降低、各晶面受到不同程度的破坏、晶相仍然是α相.将研磨制备的Al2O3超细粉体与15%(质量分数)的ZrO2复合并在不同温度F烧结ZTA陶瓷.经测试,ZTA在1 550℃烧结后,其体积密度最高可达到99%以上,抗弯强度最高可达到720 MPa,断裂韧性最高可达到6.86 MPa·m1/2,其机械性能优于用化学法制备的氧化铝超细粉体与15%质量分数)的ZrO2复合的ZTA陶瓷.     

基于Radon变换的昆虫上升下降率提取算法及实验验证

昆虫上升下降率是反映昆虫在迁飞过程中的运动方向与运动速率的重要指标。由于传统垂直昆虫雷达存在距离分辨率低、目标检测关联算法不完善等问题,昆虫上升下降率的提取较为复杂。本文提出一种基于Radon变换的昆虫上升下降率提取算法,该算法通过脉冲多普勒积累与恒虚警检测实现了雷达快时间/慢时间一维距离像矩阵到二值化航迹矩阵的转换,再利用Radon变换从二值化航迹矩阵中实现了昆虫上升下降率的直接提取。通过对实测数据的处理,验证了该算法的可行性。      

基于代数图论的修正贝叶斯群目标航迹起始算法

群目标跟踪技术是测量空中集群生物目标飞行状态的有效手段,而航迹起始是群目标跟踪的第1步,包括分群检测与航迹确认.针对现有算法在分群检测时限制群内目标必须两两相似,在航迹确认时因等效量测残差过大导致航迹误丢弃的问题,该文提出一种基于代数图论的修正贝叶斯群目标航迹起始算法,通过引入代数图论实现监测空间内量测集合的划分,通过修正经典贝叶斯算法的似然比定义避免航迹的误丢弃.实测数据处理结果证明该算法具备准确划分各个子群并快速起始各子群航迹的能力.     

分布式GEO SAR:编队构型设计及性能分析

地球同步轨道合成孔径雷达(GEO SAR)具有短重访周期、大覆盖范围的优势,在防灾减灾方面具有重大潜力.本文提出包含远近编队的伴随分布式GEO SAR系统,在单星GEO SAR基础上,通过增加仅接收信号的从星伴随飞行,形成多个相位中心,具有功能丰富、成本低的优点;但不同功能对编队的空间基线要求不同.本文针对近距编队构型,提出基于坐标旋转的相对运动方程修正方法,可获得地球自转影响下空间基线解析计算方法;进一步提出基于半长轴修正的线性时变基线设计方法,可应用于SAR层析任务.针对远距编队,提出全局可测约束下最小定位精度系数准则,可实现具有最佳视角组合的远距编队设计,实现三维形变反演任务.最后,仿真并分析了伴随分布式GEO SAR编队各功能的系统性能,包括基线的日变化、高度向分辨率和典型观测区域的三维形变反演精度等.     

星地双基地SAR时频同步技术研究

本文研究了只依靠直达波信号的星地双基地SAR的时频同步误差估计方法并对估计精度进行了讨论。首先对直达波信号进行建模和分析,再对传统的基于幅度的多普勒中心频率的估计方法在双基地SAR情况下进行了估计结果的修正,从而提出了一种时频同步误差的估计方法。最后推导并分析了接收信号的信噪比、系统载频和带宽等因素与估计精度的定量关系。结果表明,当先验信息较少时,仅通过直达波数据进行同步误差的估计是可行的。由于误差估计精度由信号的信噪比、信号带宽和载频频率等因素共同决定。因此,需要对系统参数进行合理的设计,以实现高精度的误差估计,从而实现同步误差的补偿,提高双基地SAR的成像质量。