二维全极化ESPRIT超分辨特征 提取及性能分析

 提出了二维全极化ESPRIT超分辨特征提取方法,推导了二维全极化参数估计的克拉美罗限,并且在此基础上分析了本文方法的工作性能.同已有超分辨算法相比,二维全极化ESPRIT方法的突出优点在于:(1)通过极化和超分辨的联合处理,实现了对目标相干散射矩阵的精确提取.从而为利用极化信息进行目标识别提供了基础; (2)利用全极化信息,改善了数据的信噪比,提高了参数估计的精度;(3)利用信号子空间的旋转不变性,避免了对多维信号子空间的搜索,提高了算法的实时性.仿真和实测数据均证实了该方法的有效性.值得一提的是,文章首次给出了散射中心位置、散射强度、相干相位等参数估计的克拉美罗限与全极化模型参数的关系,这为超分辨成像算法的性能评价提供了理论依据.     

SAR干扰机中的收发信号耦合模型及隔离解决方法

 收发隔离是困扰转发式干扰机研制的瓶颈问题,研究收发同时工作中的收发隔离问题对于解决SAR干扰机中方位向欺骗干扰效果以及对抗脉间波形捷变的SAR(Synthetic Aperture Radar) ECCM(Electronic Counter-Counter Measures)具有重要意义.在此背景下,本文利用数学级数概念建立了同时收发体制下,干扰机收发信号的耦合模型,并结合LFM(Linear Frequency Modulation)信号的时频特性和波形补偿实现了耦合信号中有用信号和干扰分量的滤波分离.基于实测雷达数据的实验验证以及相应的仿真结果均验证了本文方法的有效性.     

旋转目标在三孔径InSAR中的幅相特性

该文首先建立了旋转目标的时频模型、多普勒模型;然后利用旋转目标的多普勒特点分析其SAR成像特点;最后分析了三孔径InSAR中偏置相位中心天线(DPCA:Displaced Phase Centre Antenna)杂波对消以及沿迹干涉(ATI:Along-Track Interferometry)的物理意义,得到了三孔径干涉对消处理后旋转目标的幅度、相位特性.这种分析方法比以往斜距近似分析更简单直观,并且仿真实验验证了结论的正确性,并且分析了其相位缠绕可能造成的动目标检测误差.为研究微运动目标在多通道SAR中的成像特性研究提供了初步的参考,证明了微动类型干扰对SAR动目标检测也能够形成不利影响.     

电控时变电磁材料的SAR成像特性研究

微动目标因具有在不同方向的运动分量,能够对电磁波进行微多普勒调制,导致目标成像特征出现方位向散焦效应,这种现象在目标识别与反识别领域被广泛关注与研究。相较而言,电控时变电磁材料通过外加激励实现对电磁波特征的灵活调控,具有更快的调制速度,而其成像特性没有被过多关注。该文以此为切入点,对电控时变电磁材料的合成孔径雷达(SAR)图像距离向调制特性进行了研究,分析了时变电磁材料谱变换模型和SAR目标特征控制原理。以相位调制表面(PSS)为代表,建立了非周期PSS相位调制模型,其频谱具有连续频移特性。在此基础上,探讨了PSS连续频移调制对SAR的影响,揭露了距离向目标散焦现象。通过SAR实测数据仿真,验证了所提理论方法的有效性。      

一种反多通道对消的多干扰机协同干扰方法

针对3天线(SAR-GMTI)的单干扰机输出结果会被周期性对消,造成场景中出现干扰盲区,导致运动目标被暴露的问题,该文提出一种多干扰机空-频协同的反对消方法。文中首先建立了以噪声乘积为基础,辅之以移频处理的多干扰机信号模型;接着,推导了干扰的SAR-GMTI输出解析式,从理论上分析了干扰对消的本质原因,继而得到了实现反对消的空-频协同条件;之后,详细论证了所提方法的性能情况。仿真结果表明,该文所提多干扰机协同对抗方法能有效反制SAR-GMTI的干扰对消作用,灵活高效地实现对场景中指定位置和范围的无盲区压制或欺骗效果,对工程实践具备一定的参考价值。     

对调频连续波SAR部分接收式噪声调制干扰

调频连续波合成孔径雷达（FMCW SAR）作为成像雷达小型化产物,其结构简单、成像分辨率高、系统隐蔽性强,需要对其进行快速有效的干扰。本文提出了一种对FMCW SAR部分接收式噪声调制干扰方法,将信号时域与噪声频域进行乘积调制,能够生成范围可控的灵巧压制区。同时截获信号采用部分接收的方式处理,并将部分接收信号通过多次移频补偿与首尾衔接以模拟完整周期截获信号,避免了对FMCW大时宽带宽信号采样时带来的数据庞大问题,降低信号带宽、减小采样数据与调制运算量。另外,部分接收使得干扰出现旁瓣扩散现象,将会分散主要压制区的部分能量。本文方法通过仿真验证了可行性,其能够降低算法复杂度与硬件压力,并通过改变噪声模板时宽实现对压制区范围的灵巧控制,故具有工程可行性。     

基于双干扰机协同的SAR-GMTI可控压制干扰生成方法

现有对抗合成孔径雷达地面运动目标指示（SAR-GMTI）系统的压制干扰多采用单干扰机非相干干扰方法生成,成像后干扰会扩散至整个距离向或者方位向,导致生成的压制区域不可控,且经相位中心天线（DPCA）技术处理后存在部分对消。针对这些问题,本文提出了一种基于双干扰机协同的SAR-GMTI可控压制干扰生成方法。该方法使用运动调制和余弦相位调制控制方位向干扰位置和压制范围,使用移频调制和噪声卷积调制控制距离向干扰位置和压制范围,使用双干扰机协同解决干扰被部分对消的问题。理论分析和实验结果表明,该文提出的干扰方法生成的干扰条带能够对抗SAR-GMTI的对消,保护运动目标;同时,因生成的干扰区域精确可控,干扰效率更高,具有较好的工程实用性。      

对SAR干扰效果的评估方法

干扰效果是衡量干扰模式有效性以及雷达干扰设备性能的一项重要综合性指标。干扰效果评估对电子对抗设备的研制、试验乃至实战都十分重要。首先将现有评估方法划分为主观评估方法和客观评估方法两类,其中后者主要包括基于SAR图像质量指标的评估方法、基于目标检测概率的评估方法及基于信息熵的评估方法;其次简单介绍了主客观评估方法的具体实现步骤;最后提出了一种组合与优选的评估方法。经过一系列的仿真验证,该方法不仅能够有效地避免单一评估方法的局限性,而且还兼顾了主客观联合评估的优势,极大地丰富了SAR干扰评估的手段。     

基于数字波束锐化的高速前视合成孔径雷达成像算法

针对目前前视合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像算法都基于平台前向运动速度较低,无法应用于高速运动平台的问题,以单发多收的机载前视SAR系统为研究对象,分析了高速前视SAR的空间几何模型和回波信号模型,提出了一种适合于高速前视SAR的多普勒波束锐化(Digital Beam Sharpening,DBS)成像算法.同时,为了解决高速运动带来的成像模糊问题,提出了相应的距离徙动校正方案,显著提高了DBS算法的成像质量.最后,模拟了点目标阵列的前视SAR回波数据,并利用所提出的算法进行了成像.成像结果验证了算法的有效性.     

SAR有源干扰对抗仿真软件设计与实现

针对合成孔径雷达(SAR)有源干扰图像数据获取难度大、干扰对抗试验开展复杂等问题,阐述了SAR有源干扰对抗的基本原理和建模仿真流程,基于Matlab Appdesigner设计完成了SAR有源干扰对抗仿真软件。该软件可实现功能级的SAR对抗仿真,生成多种样式的SAR干扰图像,并可对成像结果进行干扰效能评估、干扰检测等,为后续SAR有源干扰的方案论证、系统设计、干扰技术开发、图像处理等研究奠定实验基础。