逆合成孔径雷达(ISAR)干扰仿真研究

目前逆合成孔径雷达(ISAR)在军事上的作用越来越突出,是目标分类、辨识和战场上敌我识别以及精确制导强有力的手段,在未来防空和导弹防御系统中具有十分重要的作用。本文分析了ISAR成像原理,建立了ISAR系统的仿真模型,并在此基础上对几种干扰技术进行了仿真。     

利用二维结构稀疏信息的调频步进ISAR高分辨成像新方法

针对已有利用压缩感知理论进行逆合成孔径（Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR）成像方法在低信噪比、欠采样率条件下性能下降严重等问题,依托调频步进波形独有特征并充分利用目标分布的二维结构稀疏信息,提出一种"先方位聚焦后距离分辨"的调频步进ISAR高分辨成像新方法.首先,对回波进行子脉冲脉压,在分析调频步进ISAR回波方位向特有的结构稀疏特征基础上,构建方位向的分布式压缩感知稀疏重构模型;其次,采用分布式压缩感知算法对该模型重构,从而获得低信噪比条件下的方位高分辨成像;最后,利用距离维的回波特征构建任意稀疏重构模型,实现距离向快速成像.由于该方法先进行方位聚焦,再进行距离分辨,并充分利用了目标的结构稀疏性,因此不仅具有抗噪性能强、重构精度高以及采样率低等特点,且避免了越距离单元走动对方位聚焦的影响.仿真与实测数据实验验证了本文方法的有效性.     

双通道太赫兹成像雷达研究

介绍了一种具有双接收通道的太赫兹成像雷达,雷达工作频率为216 GHz,系统设计中,采用直接数字式频率合成器以及频率综合等方式,产生具有800 MHz 带宽的Ku 波段线性调频连续波信号,功分后分别与两个点频信号进行混频,产生36 GHz依400 MHz 的射频信号以及35. 95 GHz依400 MHz 的本振信号,分别驱动太赫兹发射机和接收机。本振信号功分两路,送入两个接收机,接收采用去斜接收体制,从而降低数据率。该雷达采用了6 倍频太赫兹发射模块,最终产生系统带宽为4. 8 GHz,从而获得3 cm 的距离分辨率。文中还重点研究了宽带系统标校,并开展了高分辨逆合成孔径成像实验,为后续太赫兹干涉合成孔径成像雷达研究奠定基础。     

基于压缩感知的二维联合超分辨ISAR成像算法

在ISAR成像中,距离和方位分辨率分别受发射信号带宽和成像积累角的限制。基于压缩感知(CS)理论,该文提出了一种2维联合超分辨ISAR成像算法。首先建立ISAR观测信号模型并构造2维超分辨字典,然后利用ISAR图像的稀疏先验信息将2维联合超分辨成像建模为最小l1范数的优化问题,最后提出一种快速算法求解该优化问题。该方法进行距离维和方位维的联合处理,有效利用了回波数据的2维耦合信息;通过共轭梯度(CG)运算,快速傅里叶变换(FFT),Hadamard乘积等操作,有效提高了算法的实现效率。仿真和实测实验验证了该算法的有效性。     

逆合成孔径雷达成象及运动补偿技术

本文讨论了逆合成孔径雷达（ＩＳＡＲ）中的成象和运动补偿技术，介绍了笔者在逆合成孔径雷达方面所做的工作，并给出了一些ＩＳＡＲ成象的实验结果。     

ISAR目标中频回波模拟器设计

介绍了一种ISAR目标中频回波模拟器的设计实现方法：首先以固定点目标为例，分析了ISAR目标的中频回波信号特点；然后根据信号特点，介绍了基于AD9857正交数字上变频器的中频回波信号产生技术；最后给出了信号模拟中相参性问题的解决方法。经过实践证明，该模拟器产生的信号相位稳定，频谱纯度高，并具有复杂波形生成的能力。该模拟器已经成功地在某型高分辨率空间目标跟踪探测雷达的研制过程中得到应用。     

用转台数据模拟运动目标的ISAR研究

有关ISAR成象的模拟研究,近年来得到广泛重视。在微波暗室转台实验数据的基础上,假设一定的目标轨迹移动,使之等效于从运动目标上获得的,然后对处理过的数据再作运动补偿和成象处理。最后给出了两种运动轨迹的模拟成象结果。     

ISAR中解线频调回波相干化的研究

提出了一种对固定参考距离的dechirp回波进行降频和相位补偿处理,使之等效于变参考距离的dechirp回波数据,从而将ISAR中的dechirp回波相干化的方法.用此方法可以大大加快成像速度,并且对低信噪比条件下的ISAR成像非常有益.     

ISAR机动目标的平动补偿和瞬时成像研究

机动目标成像近年来受到广泛注意.本文首先讨论平动补偿,它通常可以分解为两步进行──包络对齐和自聚焦,分析表明,针对平稳目标的包络对齐方法仍然适用于机动目标,而根据相干积累原理,已有的自聚焦方法从理论上和实际上都不是最优的,我们提出适用于机动目标和平稳目标的迭代相干积累自聚焦(ICSA)算法,PGA(相位梯度算法)是ICSA算法的一个特例; 然后,本文讨论机动目标的瞬时成像,它实际上是一个瞬时谱估计问题,已有的一些瞬时成像方法只适用于散射点子回波为线性调频信号(多普勒分布为直线).针对时频分布为非直线的情况,我们提出用自适应窗短时chirplet分解方法估计信号的瞬时频率和瞬时幅度,并结合"洁净"技术,提出了快速自适应窗短时chirplet分解成像(ACDI)算法.实测数据的处理表明本文提出ICSA算法和ACDI算法是有效的.     

超宽带ISAR超分辨成像的一种方法

首先建立CSM算法(相干信号的处理方法)模型,对超宽带信号聚焦后的数据协方差阵的表达式进行了推导;然后在详细介绍ESPRIT超分辨算法基础上,将该算法应用于CSM算法模型对超宽带逆合成孔径雷达进行成像;最后将CSM算法分别与TLS-ESPRIT算法和该文快速ESPRIT算法进行对比仿真实验,其结果证明了此超分辨算法的可行性和有效性。