典型目标的合成孔径雷达回波生成与图像仿真

分析了典型目标的合成孔径雷达(SAR)回波与图像仿真对验证SAR成像算法的有效性、开展SAR图像解译和SAR图像自动目标识别等方面的研究具有重要作用,在现有的SAR回波信号和图像仿真方法基础上,提出了一种新的目标SAR回渡信号和图像仿真方法,该方法把目标特性分析的曲面像素法和基于二维傅立叶变换(2DFFT)的SAR回波信号仿真数学模型相结合,采用曲面像素法来计算目标的散射率,用基于2DFFT的回波生成方法来计算SAR回波,实现了典型目标的合成孔径雷达回波生成和图像仿真,并给出了相应的仿真结果,证明了该方法的有效性.     

大斜视弹载合成孔径雷达信号特性研究

针对大斜视模式下弹载合成孔径雷达(SAR)的运动轨迹特点,分析了该模式下的回波信号特性,基于此建立了信号模型及距离方程,讨论了大斜视弹载SAR系统的多普勒特性、距离徙动特性和距离方程近似精度。仿真结果表明,大斜视弹载SAR回波信号具有大距离走动、小距离弯曲和二阶距离近似误差较大的特点;通过时域去走动、频域去耦合方法,可以获得较好的大斜视弹载SAR成像效果。     

电离层延迟色散对星载SAR宽带信号的影响和补偿研究

在研究电离层对电磁波信号传输影响的基础上,重点分析了电离层延迟对星载SAR(合成孔径雷达)宽带信号的色散影响.电磁波经过电离层传输后,对不同频率的信号造成的时间延迟不同,所以宽带SAR信号经过电离层后会引起波形的畸变.详细推导了经过电离层传输后的雷达回波表达式,并且在该回波表达式的基础之上,提出了基于该色散信号的改进匹配滤波器.改进后的匹配滤波器可以成功地将受电离层色散效应影响的信号补偿为正常SAR回波信号.仿真证明了该补偿方法的正确性,从仿真结果中可以看出信号的色散效应在补偿之后得到了明显的消除.     

SAR虚假图像干扰信号快速生成方法研究

欺骗干扰是对合成孔径雷达的一种有效干扰方式。如何准确、快速地生成虚假图像欺骗干扰信号是对合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）实施欺骗干扰的关键问题。从分析合成孔径雷达点目标回波信号的特性出发,发现只要将干扰机接收到的雷达信号进行延时和乘以方位向补偿相位处理,就可以产生任意位置的虚假干扰目标信号。并根据虚假目标与干扰机的坐标位置推算出所要的延时和补偿相位量的大小。充分利用在相同距离上的合成孔径雷达回波具有相同的时间延迟量,在相同方位向的回波具有相同的相位项这一重要结论,对算法进行了改进。提出一种产生虚假图像目标信号的快速算法,满足了产生虚假图像回波信号实时性的要求。最后,仿真结果证明了干扰算法的有效性。     

基于正弦信号调制的灵巧干扰技术

线性调频雷达在接收信号时采用脉冲压缩处理,使传统的压制式干扰在进入雷达接收机时无法获得脉冲压缩增益,从而造成干扰效果大幅下降。针对这一问题,建立了时域卷积调制的灵巧干扰信号的数学模型,根据这一模型设计了基于非完全正弦函数卷积调制的灵巧干扰信号,来实现对线性调频信号的干扰,对这一干扰信号的干扰效果进行了仿真分析。仿真结果表明:这一干扰信号可以产生假目标群来实现对一定距离单元的遮盖性干扰,并能利用脉冲压缩时旁瓣的非线性叠加覆盖真实目标回波,解决了卷积干扰信号滞后于真实目标回波的缺陷。     

一种基于复值盲分离的欺骗干扰抑制算法

针对线性调频引信欺骗干扰问题,提出了一种基于复值盲分离的欺骗干扰抑制算法.其中:将阵元间的延时转化为信号混合系数,避免了实域盲分离中阵元间需要精确延时补偿的弊端,根据含噪声观测信号协方差矩阵为非单位矩阵的特点,对复值非高斯最大(CMN)算法及其非线性函数进行修正,以提高算法的抗噪声能力,并借助于分离回波与干扰匹配滤波信号的幅值统计方差鉴别回波与干扰信号.仿真结果表明:在低信噪比条件下,改进的CMN算法明显优于原算法;当信噪比大于10dB时,分离回波信号的相似度在80%以上,而且即使信噪比很低,信号的鉴别率也可达到100%.     

圆极化雷达反气象干扰的机理分析

从散射场的角度出发 ,分析了介质球在圆极化波照射下远区散射场的极化特性 ,并在此基础上分析了气象目标回波的极化特性 ,详细阐明了长波圆极化雷达反气象干扰的机理     

时频分析和Fisher聚类的转发式干扰抑制算法

针对雷达对抗中转发式欺骗干扰的抑制问题,提出了一种基于时频分析和Fisher聚类的干扰鉴别及抑制算法。通过STFT变换,分析并提取了回波与干扰信号的时频特性差异,在信号检测基础上,采用Fisher聚类法实现了干扰与回波的分离,并通过时频滤波实现干扰抑制。仿真结果表明,能有效对抗频移调制实时转发干扰,当干扰与回波处于不同时辨单元时,可直接滤除干扰信号,且对干信比不敏感;处于相同时辨单元时,可有效抑制干信比小于25 dB的干扰信号。     

基于间歇采样的SAR盲移频干扰研究

针对传统的移频干扰无法对抗调频斜率捷变合成孔径雷达(SAR)，而盲移频干扰由于采用全脉冲处理方式生成干扰信号，其在实际工程应用中面临收发同时带来的收发隔离问题；同时基于天线收发分时工作体制的间歇采样干扰存在干扰主峰始终滞后于真实雷达目标的问题，提出了基于间歇采样的SAR盲移频干扰．首先将SAR雷达信号进行间歇采样，其次将间歇采样信号分为两路，分别对两路信号进行频谱扩展，然后通过共轭相乘操作实现频谱压缩得到基于间歇采样的盲移频干扰信号．从间歇采样干扰出发，给出了对SAR间歇采样信号进行盲移频处理的干扰原理，建立了基于间歇采样形式的SAR盲移频干扰信号的数学模型，并进一步分析了进行盲移频处理后的间歇采样信号的干扰性能．理论分析和仿真实验证明，该干扰方法不需要提前获取雷达信号参数，能够通过调整盲移频干扰中频谱扩展阶数和延迟时间来调整间歇采样干扰产生的干扰主峰位置，使间歇采样干扰主峰超前于真实雷达目标，并且该干扰方法产生的干扰主峰保留了盲移频干扰的特点，干扰主峰的距离向位置不随雷达信号调频斜率的变化而改变，能够有效对抗调频斜率捷变SAR信号．     

大气中气溶胶颗粒对红外激光的散射特性研究

在利用红外激光雷达探测大气中各种成分浓度时,研究大气中气溶胶颗粒在该红外波段的光学散射特性有重要意义.特别是大气中气溶胶颗粒的散射系数和后向散射率是基于红外激光雷达探测大气后向散射回波信号的重要参量,直接影响探测系统的测量精度和有效探测距离.根据等效球的米氏散射理论,分析大气气溶胶颗粒在该波段的散射效率因子和散射相函数,可准确计算出不同半径和不同密度时大气气溶胶颗粒的散射系数和后向散射率大小.利用仿真模型计算得出,当大气气溶胶颗粒的半径增加时,其散射效率因子的数值振荡衰减,最终稳定于2.04处;而当入射激光波长不变时,大气气溶胶颗粒的后向散射率数值与其半径的变化呈反比.     

基于水云模型的SAR图像量化增强算法

在合成孔径雷达信号处理过程中,均匀量化会引起强度动态范围大的图像细节信息损失,如包含植被信息图像。基于水云模型理论,设计描述植被散射特性的非线性量化算法,为适应植被散射的强度区间分配更多量化位数。该算法的有效性经实测数据验证,并且给出了处理结果。     

对聚束和滑动聚束模式下星载合成孔径雷达的旁瓣侦察比较研究

聚束模式是合成孔径雷达常用的工作模式,聚束模式的精度高,在军事上发挥着很大的作用。滑动聚束模式是一种新兴的工作模式,它有着比条带模式分辨率高,比聚束模式成像区域大的优点,因此受到广泛的利用和研究,文章在此基础上,根据合成孔径雷达的特点,展开了对合成孔径雷达的侦察研究,并比较分析了星载合成孔径雷达工作模式的侦察,仿真实验验证了可行性。     

一种新的星载SAR多普勒调频率的估计方法

估计星载合成孔径雷达（ＳＡＲ）的多普勒调频率,建立星载ＳＡＲ方位向信号相位的多项式模型,通过差分处理,使调频率的估计变换为频率的估计,采用频率估计方法估计多普勒调频率。通过估计精度和计算量的理论分析,指出该方法在保证一定估计精度的情况下,可以较大地减少计算量,最后利用ＲＡＤＡＲＳＡＴ的数据对算法进行了验证,给出了多普勒调频率的参数估计结果,并利用该参数进行了成像处理,验证了该方法的可行性和有效性,这种多普勒调频率估计方法可以应用于实时成像、快视成像和粗成像。     

基于低复杂度卷积神经网络的星载SAR舰船检测

星载SAR(合成孔径雷达)舰船检测广泛应用于海上救援和国土安全防护等领域.鉴于传统的检测方法仍存在虚警率高等缺点,本文将具有强大表征能力的卷积神经网络(CNN)引入到星载SAR舰船检测中,面向SAR舰船检测的精准快速的需求,提出了基于低复杂度CNN的星载SAR舰船检测算法.算法结合星载SAR图像的特点,利用ROI提取方法实现目标粗提取,得到可疑目标切片及其对应的位置信息;通过构建的低复杂度CNN对所有的可疑目标切片进行精确分类,确定舰船目标,从而实现舰船目标检测.实验测试结果表明:本文提出的算法可以实现精准的星载SAR舰船检测;与传统双参数CFAR目标检测和基于现有深度网络框架(LeNet、GoogLeNet)的检测算法相比,该算法检测性能更好、检测时间更短,可有效降低检测漏检率和虚警率.     

超宽带雷达引信电磁散射特性

分析了超宽带雷达引信在动态作用下的目标散射特性。应用瞬态电磁散射理论和电磁波叠加原理,根据多点散射模型,引入雷达引信动态作用下的传递函数,分析了超宽带雷达引信在动态作用下的目标散射特性,建立了目标冲击响应函数,仿真分析了目标电磁波的辐射方向与脉冲宽度关系,得出高斯窄脉冲经一维超宽带阵列辐射后形成的合成脉冲波如何才能选择合适的阵列参数的结论。研究结论对于设计超宽带雷达引信具有重要的应用价值。     

基于杂波扩展的STAP投散射干扰方法

空时自适应处理技术(STAP)在机载预警雷达中应用广泛,对其干扰的研究具有重要意义.针对传统相干干扰方法采用主瓣对主瓣的方式截获雷达信号易被发现的问题,提出一种基于杂波扩展的干扰方法.干扰机位于雷达副瓣,截获雷达杂波信号而非直达波信号作为相干干扰信号的来源,采取投散射的方式实施干扰,实现对雷达的主瓣干扰.推导了干扰机接收到的雷达直达波和雷达杂波功率的计算公式,建立了杂波信号模型和干扰信号模型,通过仿真比较了干扰机接收到的雷达直达波和雷达杂波的功率,验证了截获杂波信号的可行性,与伪杂波干扰进行了仿真对比.仿真结果表明:相比于伪杂波干扰,该干扰方法对目标先验信息准确性要求较低,干扰后在方位和多普勒频率上均形成假目标,故该方法可行有效.     

分量模型和散射参数的全极化雷达图像分类

在分析了典型的极化目标分解和地物分类算法基础上,提出了融合Yamaguchi分解和H/α(H为散射熵,α为地物散射角)平面分解结果的迭代处理目标分类方法.首先,通过获取4种散射分量及地物的散射熵和散射角,结合6个参量,将极化合成孔径雷达图像中的地物初始分类;然后,利用相干散射矩阵服从Wishart分布的特性进行迭代,获得最终分类结果.实验结果证明,该算法提高了分类性能,运算量小,分类效果较好.     

基于FPGA的SAR原始数据实时压缩系统设计与实现

文章讨论一种基于FPGA,并采用分块自适应量化(BAQ)算法的SAR原始数据实时压缩处理系统的设计方法,该设计可大大提高实时压缩处理系统的性能,降低数据率,突破卫星下传数据率的限制。BAQ模块内部采用4路并行处理的逻辑结构来计算数据块的统计特性;优化设计量化电平实时计算乘法器资源、量化比较逻辑结构;当I/Q两路采用多模块分时复用模型时,可使整个系统压缩处理能力成倍增加。通过测试表明,BAQ模块的最高运行速度可达到149 MHz,单个模块处理能力已达到1 Gbps以上,其中压缩比8/3时信号失真噪声比(SDNR)大于14 dB。     

星载合成孔径雷达实时快视成像系统

给出了一种基于多数字信号处理(DSP)并行处理技术的星载合成孔径雷达(SAR)快视成像系统设计,比较了多种星载SAR成像算法.针对某星载SAR参数提出了优化的实时算法流程,系统实现了对L波段星载SAR距离向1/4降分辨率和方位向四视实时成像处理.通过仿真和实测数据,分析和验证了系统成像结果.