机载MIMO-SAR线性阵列天线配置研究

等效相位中心原理的应用为多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)的天线设计提供了更大的自由度。文中阐述了等效相位中心原理,分析了传统ARTINO天线配置,指出由于其发射阵元布设于机翼处而剧烈抖动造成图像模糊的问题。然后,对传统ARTINO天线结构进行了改进,并提出了发射居中紧凑和接收居中紧凑2种天线构形。最后,对4种天线构形的方向图进行了仿真。结果表明,MIMO-SAR采用等效相位中心原理进行天线结构配置,可以在保证天线方向图具有良好指向性的同时,提高天线配置的灵活性并降低成本。     

方位多通道合成孔径雷达数据重建方法

多通道合成孔径雷达可以突破传统SAR不能同时实现高分辨宽测绘带的限制,是SAR发展的必然趋势,在成像处理时,它必须重建方位均匀采样数据。该文提出了一种基于降升调频斜率技术的处理方法,利用线性调频信号特性对方位非均匀数据进行解线性调频处理,然后采用升采样参考函数进行逆解线性调频处理,即完成方位数据的均匀重建。文中给出了信号处理流程,并与重建滤波器组法进行了比较。仿真结果证明了理论分析的正确性。     

基于特征融合的HJ-1-CSAR图像道路特征提取算法

在SAR图像中精准地提取道路网络是大量军事和民用技术开发的重要环节。针对HJ-1-C SAR图像道路提取问题,该文提出一种融合比率信息和方向信息的道路提取算法。在进行道路提取前,针对HJ-1-C数据动态范围窄、信噪比低等特点,提出非线性量化和建立在多尺度自回归模型基础上的图像滤波相结合的预处理方法;随后,使用该文提出的基于特征融合的道路提取算法进行道路提取,算法综合考虑了道路比率和方向性信息,通过对比率图进行Radon变换提取道路主方向,然后进行主方向对齐和2次道路提取步骤,最大可能性地去除了交叉道路的干扰,使得提取道路的准确度和连续性都得到提升。采用HJ-1-C获取的武汉地区数据进行算法验证,实验表明,该方法在大场景复杂地形区域具有更高的正确率(80.5%)和品质因数(70.1%)。     

基于代价函数的通道误差校正方法(英文)

方位多通道技术是合成孔径雷达(SAR)实现高分宽测的手段之一。在多通道系统中通道失配是不可避免的,这会导致SAR 图像模糊。已有的通道失配校正方法大多依赖于系统参数以及场景内容。参数的不确定性将会大大降低校正算法的稳定性。该文提出了一种改进的通道失配校正方法,根据失配产生的原因,将通道失配分为距离增益误差、脉冲采样时钟误差和传输相位误差3 项。前两项误差通过交替估计进行补偿,而传输相位误差则通过代价函数给予估计。该方法对成像场景的依赖较小,基于机载多通道验证平台实测数据的实验验证了该方法的有效性。      

低空监视雷达“走-停-走”目标跟踪技术

以旋翼无人机为代表的低空小目标常采用低速“走-停”策略或利用障碍物遮挡,躲避雷达追踪,对重要信息装备和战略要地进行点穴式打击或干扰。这类目标可多次消失-重返于雷达视域,称之“走-停-走”目标。若采用传统目标跟踪模型和算法处理这类目标,易导致目标身份不连续、航迹碎片化。该文在随机集理论框架下,基于标签多伯努利(LMB)滤波器,研究低空监视雷达“走-停-走”目标连续跟踪问题。为描述“走-停-走”目标多次往返于雷达视域的演化特性,首次引入第3类出生目标模型,即重生(RB)过程模型。首先,利用目标重返雷达视域前-后目标状态的空间位置和动力学参数关系,提出一种基于空域相关(SC)的RB过程;然后,基于SC-RB过程,在贝叶斯滤波框架下,设计了SC-RB-LMB滤波器算法,可实现多“走-停-走”目标连续稳健跟踪,维持航迹标签的连续性;最后,在典型低空监视场景下,通过仿真和实测数据验证了提出模型和算法的有效性和性能优势。      

一种基于最小二乘直线拟合的高分辨率DBS成像算法

该文分析了应用于扫描模式下的传统多普勒波束锐化成像算法(DBS)及其改进算法的特点和不足,提出一种新的高分辨率多普勒锐化算法。该算法给出了相干累积点数的选取原则,考虑了距离徙动校正,并利用最小二乘直线拟合方法将模仿SAR的方位聚焦处理技术推广到一般大范围扫描情况,较大幅度地提高了DBS算法的成像质量。机载雷达实测数据的处理结果证明了方法的有效性。     

时频分析在线性调频信号相位误差估计中的应用

合成孔径雷达(SAR)使用线性调频(LFM)信号作为发射脉冲,带有相位误差的畸变线性调频信号会严重影响到雷达成像的效果．本文分析了二次相位误差对脉冲压缩信号的影响,并采用时频分析的方法对畸变回波信号进行处理．首先利用短时傅立叶变换得到信号的时频分布,再经过傅立叶插值和最小二乘拟合的方法估计出信号的调频斜率．最后用估计值对畸变信号进行相位补偿,得到了令人满意的仿真结果．     

一种快速星载合成孔径雷达波束优化算法

针对星载合成孔径雷达（SAR）,提出了一种快速的波束优化算法。该方法以快速傅里叶变换（FFT）为基础,对星载SAR的波束进行赋形,并压制了模糊区。利用快速傅里叶逆变换（IFFT）快速计算出方向图,然后和期望的方向图进行比较,对不满足期望方向图的区域,直接用期望方向图的值代替。重复上述操作,直到方向图满足设计要求。和原有的波束优化方法相比,该方法不做各种复杂操作,因而大大节省了优化时间,提高了速度。两个仿真结果都表明该方法实用、高效。     

通道不平衡对偏置相位中心多波束SAR性能影响的理论分析

利用方位向多孔径接收的合成孔径雷达具有高分辨率-宽测绘带能力。该文从理论上推导了通道间不一致性对方位向多孔径SAR性能的影响。通过补零,将方位向单通道采样序列与多通道采样序列建立了联系。对存在通道失配的序列脉冲压缩表明了主峰两侧会存在若干虚假峰。文中给出了峰值-假目标比的解析计算公式,表明峰值-假目标比与通道间幅相失配大小、通道数、多普勒带宽及方位向过采样率等因素有关。这些公式的正确性通过点目标仿真得到了进一步验证。     

多发多收星载SAR回波处理方法研究

随着对高分辨率和宽测绘带的要求,多发多收合成孔径雷达成为了一个重点的研究领域,其中多孔径同载频,发射正交编码信号是较有可能工程实现的方式之一。该文在详细研究和推导了回波阵列的排列方式和多发多收回波信号相位补偿原理的前提下,提出了4种可能的回波处理方式,给出了这四种处理方式的信号矩阵表达式,并利用具有正交性的混沌编码信号对各种处理方法进行了仿真和数据分析,证明了这些方法的有效性。