基于FPGA的微型SAR成像信号处理技术

微型SAR(MiniSAR)成像处理系统通过现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)设计并实现。该系统中成像处理流程以极坐标格式算法(Polar Format Algorithm, PFA)为基础,首先对回波数据进行参考距离补偿,再采用尺度变换原理(Principle of Chirp Scaling, PCS)代替插值过程实现距离向的重采样,能够在提升算法精度的同时,提高运算效率;方位向处理采用高精度的Sinc插值方法,流水线输出插值结果,运算效率进一步提高;最后,系统通过相位梯度自聚焦(Phase Gradient Autofocus,PGA)算法实现残留相位误差的估计和补偿。基于Xilinx公司的Virtex7-XC7VX6907开发板对系统进行了成像处理和验证,系统工作频率为200MHz,在5.10s时间内实现8192×4096个采样点的32位单精度浮点成像处理。实测数据处理结果验证了系统的有效性。     

检测SAR图像中径向慢速动目标

该文提出了一种从SAR图像中检测径向匀速动目标的方法,将SAR图像信号在频域分为正频部分和负频部分,静止背景的正负频分布对称,而径向动目标的多普勒质心与静止背景相比有一频移,信号在正负频域能量分布不对称。将分开的正负频域信号分别回到时域成像,计算这两幅复图像对应位置的模差绝对值,可对消静止背景,突显出径向动目标。仿真数据表明本算法有效。     

基于投影近似子空间跟踪技术的自聚焦算法

基于特征向量法的自聚焦算法具有比相位梯度自聚焦(Phase Gradient Autofocus,简称PGA)算法更好的算法性能,但该算法必须对协方差矩阵进行特征分解,所以运算量大.利用投影近似子空间跟踪(Projection Approxima-tion Subspace Tracking,简称PAST)技术的自聚焦算法可以解决上述问题.通过实际数据处理结果对比,证明基于PAST技术的自聚焦算法是一种可满足实时处理要求的有效自聚焦方法.     

一种新的基于形态学的InSAR干涉相位图滤波算法

在干涉合成孔径雷达（InSAR）成像中，由于相位噪声的影响，在相位展开前应该对干涉相位图作滤波处理，以保证相位展开后结果的正确性，获得真实的数字高度模型。对于InSAR干涉相位图的滤波，滤除相位噪声的同时，应确保有用跳变信息不被滤除。本文基于形态学原理，结合数据的量化处理，提出一种新的InSAR干涉相位图的滤波算法。实验结果表明，该滤波算法的效果优于Candeias等人提出InSAR干涉相位图的形态学滤波算法，且运算速度更快。     

极坐标格式算法及其在条带SAR成像中的应用

极坐标格式算法(PFA)是一种典型的聚束SAR成像算法。本文从信号相位历程的角度阐述了PFA成像的基本原理，并基于对条带SAR和聚束SAR两种模式的比较，利用二者之间的内在联系，将条带SAR的原始数据进行分块处理并将分块数据等效成为聚束模式数据，然后用PFA对等效数据进行聚束成像。对外场数据的处理证实了理论分析的正确性和本文所提出方法的可行性。     

一种联合TDCM和PFA的空间目标大转角ISAR成像方法

空间目标态势感知是当前航天技术领域的研究热点,逆合成孔径雷达（Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR）是空间目标感知的一种有效手段。为了得到利于目标鉴别的高分辨二维ISAR图像,需要通过增大积累转角来提高方位向分辨率。但是,随着转角的增大,平动与转动之间的耦合增大,使得传统的先平动补偿、后利用转动成像的两步式成像方法不再适用。本文提出了一种结合时域信号共轭相乘（Time Domain Conjugate Multiplication, TDCM）处理与极坐标格式算法（Polar Format Algorithm, PFA）的成像算法,首先利用雷达回波的二维相干性,通过TDCM处理进行平动粗补偿,然后借助PFA的插值操作校正大转角引起的散射点越分辨单元走动（Motion Through Resolution Cell, MTRC）并估计目标相对转动参数。通过迭代处理,持续对平动和转动参数进行优化,提升运动补偿效果。仿真验证了所提成像算法的有效性,与传统算法相比,成像聚焦性更好。     

利用双天线干涉检测针对SAR的欺骗干扰

该文根据欺骗干扰原理,将动目标检测技术引入到对欺骗干扰目标的检测中,提出了沿航迹双天线干涉对消检测欺骗干扰的方法。并在空域对消技术的基础上,进一步提出了跨航迹双天线干涉对消检测欺骗干扰的方法。文中分别对这两种检测方法中的空域对消技术做了详细的分析,对检测方法的适用性进行了讨论。最后利用点目标进行了仿真实验,结果表明这两种方法都能对欺骗干扰目标进行有效的检测与识别。     

大气折射率波动引起的SAR成像误差分析

合成孔径雷达(SAR)成像中通常默认大气折射率为1,即电磁(EM)波速率等于自由空间光速且忽略大气吸收特性,但实际存在的吸收会减弱入射功率,电磁波速率的变化会引起相位误差,从而影响图像重建.该文定量分析电磁波速率波动和大气吸收对雷达图像的影响,理论推导得出大气吸收会导致振幅误差,表现为散射点在图像中的重建幅度误差;电磁...     

一种基于和差波束的机载 SAR 定位方法

机载 SAR 绝对定位技术可以直接对地面目标进行定位,无需地面参考点,对于军事及民事应用具有重要的实用价值.该文提出一种新的机载 SAR 对地定位方法,主要研究在无地面参考点的情况下,利用和差波束 SAR图像直接对地面目标定位,获取地面目标3维坐标信息.论文分析了载机速度、高度及测角误差对定位精度的影响,并与传统基于距离多普勒模型的定位方法进行了比较,最后通过仿真实验验证了该定位方法的有效性.     

基于主瓣杂波高效配准的机载非正侧视阵雷达STAP 算法研究

该文针对机载非正侧视阵雷达杂波距离空变特性,提出基于主瓣杂波高效自适应配准的STAP 算法。为降低运算量,采用时空级联方法首先精确估计主杂波多普勒频率,然后采用稀疏重构技术估计主杂波的空间角频率,进而对不同距离单元的主杂波进行2 维配准,最后采用3DT 进行杂波抑制。仿真实验表明,经主杂波配准后,3DT改善因子在主杂波区提高了约18 dB,显著提高了对慢动目标的检测性能,且该文方案实时处理的运算量小。