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。     

高速运动目标的频域合成带宽方法

为了利用线性调频步进雷达获得高速运动目标的高分辨距离像,提出了基于高速运动模型的频域合成带宽方法.该方法根据运动目标雷达回波的精确模型建立运动补偿因子,并在时域将回波信号与频域频谱搬移的误差频率混频,以消除频域频谱搬移误差的影响.与传统的基于低速运动模型的合成带宽法相比,所提方法对高速运动目标回波补偿后不存在子脉冲频谱的初相补偿误差和失配误差,具有更高的补偿精度.针对高速运动目标的仿真结果表明,在采用海明窗加权的情况下,与基于低速运动模型的频域合成带宽法相比,所提方法得到的距离像没有出现栅瓣且副瓣电平在-42 dB以下.     

Chirp-Scaling算法中的方位傅立叶变换

基于正侧视合成孔径雷达对点目标的回波冲激响应模型，运用三步法在原始回波信号直接对应的时域和频域中详细地分析和推导了Chirp—Scaling算法中的方位向傅立叶变换，给出了泰勒级数的展开技巧并找出了算法中的重要误差源。最后，对SAR各种常见扫描模式下的方位向傅立叶变换进行了简要的分析。     

同航线双基合成孔径雷达成像的频域分析

近十年来,分布式小卫星雷达受到广泛关注.有一种低成本的方案是用一组小卫星跟随某一在轨卫星,小卫星上只有接收设备,用来接收在轨卫星发射的信号.已有的小卫星编队方案有Cartwheel,Pendulum和Tandem-X等.这些构形中,小卫星与主星的间距有的达数万米或更远,对它们接收的回波数据进行成像不同于单基合成孔径雷达(SAR).文中以沿航向排列的Tandem-X为例,分析这类双基SAR的成像算法.首先利用瞬时频率的概念,并引入双基角这一变量,精确推导出双基SAR回波信号的二维频域表达式;然后对双基角采取一定的近似,给出了一种双基距离徙动成像算法(RMA),并详细分析了此近似条件的适用范围.最后用仿真结果验证了所提方法的有效性.     

基于自聚焦BP的圆周SAR运动补偿方法简

圆周SAR由于平台运动轨迹的复杂性,导致沿航迹向和切航迹向回波信号存在严重耦合,因此成像处理运动补偿问题尤为复杂。本文针对圆周SAR成像运动补偿问题,首先分析运动误差对成像质量的影响;然后利用自聚焦BP算法对运动误差进行补偿,并与传统BP算法性能进行对比,验证了自聚焦BP算法对圆周SAR运动补偿的有效性;最后利用自回归思想将自聚焦BP算法进行改进并扩展到圆周SAR三维成像中,通过仿真实验,对比传统BP算法结果,验证了该算法在三维成像中的优势。     

基于自聚焦BP的圆周SAR运动补偿方法

圆周SAR由于平台运动轨迹的复杂性,导致沿航迹向和切航迹向回波信号存在严重耦合,因此成像处理运动补偿问题尤为复杂。本文针对圆周SAR成像运动补偿问题,首先分析运动误差对成像质量的影响;然后利用自聚焦BP算法对运动误差进行补偿,并与传统BP算法性能进行对比,验证了自聚焦BP算法对圆周SAR运动补偿的有效性;最后利用自回归思想将自聚焦BP算法进行改进并扩展到圆周SAR三维成像中,通过仿真实验,对比传统BP算法结果,验证了该算法在三维成像中的优势。     

超宽带探地SAR原始回波数据仿真二维频域快速算法

针对超宽带探地合成孔径雷达原始回波模拟仿真速度慢的问题,提出了一种二维频域超宽带探地SAR(synthetic aperture radar)原始回波数据仿真快速算法。分析了超宽带探地SAR的信号模型,在方位时域模拟了不随距离空变的距离徙动,重新推导了超宽带探地SAR的传递函数,最后通过引入一个新的补偿函数对探地SAR的距离空变性进行了模拟。研究结果表明:将仿真结果与时域算法比较可知,该算法能够在保证回波数据高仿真精度的基础上大大提高仿真速度,计算效率提高了约O(NaNr/ln(NaNr))个数量级;该算法是一种高效的、准确的获取超宽带探地合成孔径雷达原始回波数据的方法,是研究超宽带探地SAR的重要组成部分。     

一种下视三维FMCW SAR成像的新方法

研究了基于调频连续波(FMCW)的下视三维SAR成像,提出了一种下视三维FMCWSAR成像的新方法.首先根据等效相位中心原理,将双基工作模式等效为单基工作情况,之后对距离维、沿航向维和垂直航向维分别处理.对于距离维、沿航向维的处理采用频域校正距离徙动的RD算法;对于垂直航向维的处理采用等价聚束式SAR分析,并引入"单点等效斜视模型",通过公式推导与理论分析说明对同一距离单元的点,尽管等效斜视模型不同,但仍然能够进行统一处理.另外,也分析了调频连续波SAR所特有的Doppler频移项,以及其对目标聚焦的影响,并给出了相应的补偿方法.最后,仿真数据处理结果验证了分析的正确性和算法的有效性.     

聚束SAR模式下ω-k和PFA算法的比较

研究波数域算法(ω-k)和极坐标形式算法(PFA)两种聚束SAR成像算法,并对其进行了定性比较分析.将SAR回波信号的预处理分为时域去调频处理和频域匹配滤波处理,给出了与此相应的两种算法的不同实现形式,并对其信号模型和成像原理进行了比较,从残留视频相位(RVP)、算法的近似和假设以及插值等角度分析比较了这两种算法的性能.比较结果表明,去调频信号预处理方法极大地降低了信号处理量,但是存在残留视频相位(RVP);匹配滤波预处理不存在RVP,但计算量可观.     

聚束SAR模式下ω-k和PFA算法的比较

研究波数域算法(ω-k)和极坐标形式算法(PFA)两种聚束SAR成像算法,并对其进行了定性比较分析.将SAR回波信号的预处理分为时域去调频处理和频域匹配滤波处理,给出了与此相应的两种算法的不同实现形式,并对其信号模型和成像原理进行了比较,从残留视频相位(RVP)、算法的近似和假设以及插值等角度分析比较了这两种算法的性能.比较结果表明,去调频信号预处理方法极大地降低了信号处理量,但是存在残留视频相位(RVP);匹配滤波预处理不存在RVP,但计算量可观.     

机载合成孔径雷达运动补偿分析及实现

根据机载合成孔径雷达(SAR)运动补偿的特点，分析影响基于惯性导航系统运动补偿效果的主要因素，论述并实现相位梯度自聚焦算法(PGA)．采用惯导补偿和自聚焦算法相结合的补偿手段，先利用惯导数据做粗补偿，补偿高频运动误差；再利用自聚焦算法进行精补偿，补偿剩余的低频运动误差．自聚焦算法采用可补偿任意阶相位误差的PGA算法．对SAR图像用PGA算法进行了自聚焦处理，试验结果验证了算法的有效性．     

基于运动补偿的机载MIMO-SAR高分辨成像算法

机载多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)可以实现高分辨成像,但不可避免的存在运动误差补偿的问题。对多子带并发的机载MIMO-SAR系统进行研究,首先建立并分析了MIMO-SAR运动误差模型;然后提出了一种扩展的MIMO-SAR运动补偿距离徙动算法(RMA),通过改进的Stolt映射将距离徙动校正与方位向聚焦分开,并结合两步运动补偿技术对MIMO-SAR回波数据的运动误差进行校正,消除了运动误差带来的影响;最后在空频域对各子带信号进行带宽合成实现了距离向高分辨。用该算法对散射点目标和面目标进行了成像仿真,验证了其在处理带有运动误差的MIMO-SAR回波数据中的有效性。     

High Accuracy On-line Measurement Method of Motion Error on Machine Tools Straight-going Parts

Harmonic suppression, non-periodic and non-closingin straightness profile error that will bring aboutharmonic component distortion in measurement resultare analyzed. The contermeasure--a novelaccurate two-probe method in time domain is putforward to measure straight-going component motionerror in machine tools based on the frequency domain     

参数侦测误差对SAR欺骗干扰的影响

分析了线性调频信号中心频率和调频率失配对脉冲压缩的影响,建立引导参数侦测误差对SAR欺骗干扰影响的分析模型,并推导了参数侦测误差与假目标图像成像位置和分辨率关系的解析表达式,由此得出引导参数侦测误差对假目标图像成像位置和分辨率影响程度的定量关系.仿真结果验证了该结论的正确性.     

GPS辅助的FMCW SAR成像运动补偿

针对小型无人机装载FMCW SAR脉内运动误差较大的情况,提出GPS数据辅助的SAR成像运动补偿方法。运用新的补偿函数对全成像场景分步骤补偿航迹法平面运动误差,采用非均匀的离散傅里叶变换校正航迹前向速度误差,从而正确补偿三维方向的运动误差,实现一定分辨力要求下的成像。仿真证明了方法有效性。     

改进的波数域算法处理带有运动误差的机载SAR数据

机载SAR的一个关键问题就是准确的运动补偿.如果载机满足理想的匀速直线运动,传统的波数域算法是一种理想的成像算法,尤其在处理高斜视角和大孔径的SAR数据时,但它在处理带有运动误差的机载SAR数据时有一定的局限性,研究了改进的波数域算法,使之能与两步运动补偿技术结合,从而极大地扩展了波数域算法的应用范围.给出了仿真与原始数据成像结果.     

改善机载雷达方位聚焦的成像处理试验研究

雷达（SAR）信号相位的稳定性对于成像处理后图像的方位向分辨率的高低有至关重要的影响．由于飞行平台运动误差或湍流大气中微波传播的影响会直接导致信号相位的波动,机载SAR的方位聚焦一直是SAR成像研究中的重要内容．这里介绍一种基于相位梯度自动聚焦矫正信号相位的高分辨率机载SAR成像处理方法,利用这种方法,对真实的机载SAR信号实验数据进行成像处理．试验表明：在缺乏机载平台运动补偿系统提供飞机运动状况信息的情况下,该成像方法能够有效地估计和补偿相位误差,从而可获得方位向分辨率明显提高的机载SAR图像．     

基于二次相移数据重组的直行运动误差在线检测分离技术

通常的直线误差分离方法,一般是先行分离出工件的形状误差,再据此求出运动误差,由于存在着误差残留,不利于运动误差的在线检测．本在三点法测量数据的基础上,提出了两种基于二次相移的直行运动误差先行分离方法：单信道二次相移数据重组法和多信道二次相移数据重组法,即通过对三测头数据按照二次相移原则进行单信道或多信道的数据重组,便能够在EST的首次操作时消除形状误差的影响,在反滤波基础上先行分离出直行运动误差的平移分量和转动分量．权函数的对比分析表明：先行分离出运动误差的单信道或多信道二次相移数据重组法与先行分离出形状误差的普通频域三点法具有相同的权函数,它们在本质上具有同源性和统一性．实测结果证明了这两种方法的正确有效性．     

分数布朗运动的功率谱分析

讨论了分数布朗运动功率谱的时频分析和时间尺度域分析方法，通过对分数布朗运动非平稳性的分析，证明了非平稳的分数布朗运动通过带通滤波器的输出为一平稳随机过程的结论，从而提出了一种基于线性时不变系统滤波的分数布朗运动功率谱的频域分析方法，并且对频域分析方法进行了讨论