高频雷达海洋回波混沌特性研究

为分析大面积海域海洋回波的混沌特性,使用时间序列相空间重构、时间延迟、嵌入维数、关联维数和Lyapunov指数等混沌特性研究方法。利用海洋状态测量与分析雷达(OSMAR 2000型)获取的时间序列数据,基于Donald E.Barrick提出的线性调频中断连续波(FMICW)雷达信号处理方法和一、二阶海洋表面回波理论,对位于浙江舟山东海岸张角约65°,距离约200 km的扇形海面高海态和低海态回波数据进行了分析处理,证明此类海洋回波具有混沌特征。     

雷达高度计系统模拟及目标信号检测

本文提出了雷达高度计的一种系统模拟方法。在已有数据和理论模型的基础上，提出了雷达回波强度的计算方法，并对这种新型高度计系统进行了计算机模拟。提出了一种目标信号检测算法，根据系统模拟结果计算出该高度计的发现概率和虚警概率，说明这种高度计可以用于各种飞机的测高。     

根据Geos-3卫星雷达高度表数据计算海洋波高

装有短脉冲雷达高度表的Geos-3卫星于1975年4月发射到地球轨道。高度表用来精确地测量卫星到地球的距离,同时也通过记录雷达回波脉冲的波形来测量地球表面的平均粗糙度。该卫星工作在海洋上空,海面高度的变化表示地球引力场的改变,粗糙度的变化是由波浪引起的。 本文阐述了根据雷达回波脉冲波形来确定波高的方法和必须考虑的修正量。详细地讨论了定时变化对平均回波脉冲波形的影响,并指出测量这种波形的采样波门的精确校准要求是特别高的。 推导出的波高与海面实测数据进行了比较,实测数据是根据测量船关于太平洋东北部波高的报告以及海洋气象站PAPA所做的日常测量得到的。发现,通过适当的校准和调整,卫星的测量与地面的观测是一致的。在H_(1/3)的波高处的精度约为0.5米。     

基于Hough变换的低可观测海面运动目标检测

针对一般信号检测方法无法检测低可观海面运动目标的问题,提出了运用Hough变换方法对海杂波背景下运动目标进行检测的方法。首先,用无记忆非线性变换法模拟海杂波,在此基础上模拟海面微弱运动目标的雷达回波;然后通过Hough变换对模拟所得的雷达回波数据进行处理;并根据处理结果进行了检测目标。另外用蒙特卡罗方法对Hough变换目标检测进行仿真,讨论了检测概率与雷达回波信噪比(SNR)及其它一些参量的关系。仿真结果证明了用Hough变换方法进行目标检测的可行性。     

时变海面舰船目标动态雷达特征信号模型

提出了一种时变海面舰船目标动态雷达特征信号的仿真方法。建立了海面舰船目标雷达回波多径效应模型、二维动态粗糙海面的时变复反射系数模型和动态海面舰船运动的水动力模型,并同目标电磁散射计算的高频方法相结合,形成了时变海面舰船目标动态雷达特征信号仿真模型。利用海面浮球的测量数据对模型进行了验证,并对典型舰船目标的动态雷达特征信号进行了仿真和分析。     

宽带相控阵雷达海面场景散射回波模拟方法研究

针对射频仿真中宽带相控阵雷达海面场景散射回波快速、精确模拟的难点问题,有效结合时域近似方法和频域分析变换方法,提出基于时域近似—频域变换混合的海面场景散射回波快速计算方法,利用频域分析方法对海上目标/干扰进行精细化散射回波模拟,采用时域近似方法对大面积海杂波背景进行快速回波计算,通过矢量合成,模拟生成宽带相控阵雷达海面...     

星载SAR海面顺轨干涉仿真研究

星载SAR海面顺轨干涉(ATI)仿真对理解海面ATI成像机制、指导海洋遥感SAR系统设计具有重要意义.在基于时序的星裁SAR海面场景回波生成基础上,对海面ATI展开仿真研究,内容包括顺轨编队设计、海面建模、海面电磁散射建模、动态场景回波生成、SAR成像和AtI数据处理,给出单色波和分形海面仿真实例,ATI处理结果表明该星载SAR海面顺轨干涉仿真思路有效.     

基于深度学习的捷变相参雷达1-Bit块稀疏重构

近年来,量化压缩感知理论在雷达目标参数估计问题中得到了广泛应用,其主要思想是对采样回波数据进行量化,并将雷达观测模型建模为欠定方程,再利用压缩感知理论对稀疏目标信号进行恢复,降低回波数据的位宽,达到简化系统、提升效率的目的 .本文建立了捷变相参雷达信号的块稀疏压缩感知模型,并提出一种基于深度学习的1 Bit块稀疏重建网...     

一种舰船目标SAR回波的快速仿真方法

为满足合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)在海洋遥感的应用需求,提出一种舰船目标SAR成像的快速仿真方法。对成像场景中重点关注的目标进行精确电磁建模,并利用"四路径"模型计算目标与海面的复合散射回波,对海面背景采用散射面元法计算回波;将舰船复合散射回波与海面回波进行合成得到总的SAR回波,利用聚束SAR成像处理方法获得SAR图像。结果表明:该算法避免了对整个成像区域进行复杂的电磁仿真,能够有效降低对海面大场景的电磁计算效率。由于在目标区域采用高频电磁算法,保留了目标的电磁散射的精细结构,为精确模拟SAR回波提供了一种准确而高效的仿真算法。     

海面目标雷达回波中多径延迟的概率模型

为了研究海面多径效应在雷达目标图像中的影响,将海面建模为满足基尔霍夫近似条件的粗糙面,从而建立电磁波在目标散射中心与起伏海面之间传播的几何路径。然后,通过引入海面的波高-斜率联合概率密度函数,导出雷达回波中多径延迟的概率模型。通过与电磁仿真结果的对比验证了模型的有效性,并且分析了多径延迟与散射中心高度、雷达俯仰角以及海面特征参数的密切联系。最后,给出了其在海面目标识别研究领域应用的例子。     

雷达大地回波反射和散射系数的测量

介绍了雷达大地回波特性的一种测量方法 ,包括测量系统框图和基于回波波形的数据处理方法。利用该方法得出了一种地面的反射系数和散射系数 ,该结果对雷达高度表的设计和其它地面反射和散射系数测量均具有参考价值     

时变海场景双基SAR回波实时模拟方法研究

基于时变海场景双站散射机理,结合双基合成孔径雷达(SAR,Synthetic Aperture Radar)成像几何模型,提出了一种时变海场景双基SAR射频回波信号实时模拟方法。针对时变海场景的复杂耦合散射,采用多径近似理论建立了双基SAR海面目标回波信号模型,提取了时变海面双基SAR系统响应函数,结合高性能计算技术、同步动态随机存取(SDRAM)技术以及全系统交换设计,实现了时变海场景双基SAR射频回波信号实时模拟,最后仿真测试结果验证了该方法的有效性。     

低信杂噪比合成孔径雷达数据的预滤波处理

针对机载合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)中由于波束指向不准、不完全孔径效应以及内部噪声增大等因素所造成目标回波信杂噪比(signal to clutter noise ratio, SCNR)下降现象,本文提出一种对子孔径回波进行迭代变加载去除杂波噪声方法。传统的方法在信杂噪比较低的情况下难以获得目标像,本文方法利用迭代变加载对距离压缩后的连续子孔径回波进行处理,使得在抑制杂波、去除噪声的同时,目标的信息得到了保护,进而改善了低信杂噪比下的自聚焦成像质量,通过实测数据验证该方法的有效性。     

海杂波对ISAR成像的影响

针对逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)对舰船成像时实际回波中存在海杂波的现象,提出了不同参数下海杂波对ISAR成像影响的分析方法.在利用球不变随机过程(spherically invariant random process,SIRP)方法仿真出时空相关的二维K分布海杂波后,将其以一定信杂比(signal-to-clutter ratio,SCR)加入到目标回波信号中仿真出实际回波信号,利用图像熵和相关系数方法分析了海杂波形状参数的大小对ISAR像聚焦的影响;利用多普勒扩展方法分析了海杂波多普勒频移参数对ISAR多普勒频谱的影响;利用互相关法分析了不同SCR下海杂波空间相关对ISAR运动补偿的影响.仿真实验证明了分析结果的有效性.     

Circular SAR processing using an improved omega-k type algorithm

An improved circular synthetic aperture radar (CSAR) imaging algorithm of omega-k (ω-k) type mainly for reconstructing an image on a cylindrical surface is proposed. In the typical CSAR ω-k algorithm, the rage trajectory is approximated by Taylor series expansion to the quadratic terms, which limits the valid synthetic aperture length and the angular reconstruction range severely. Based on the model of the CSAR echo signal, the proposed algorithm directly transforms the signal to the two-dimensional (2D) wavenumber domain, not using approximation processing to the range trajectory. Based on form of the signal spectrum in the wavenumber domain, the formula for the wavenumber domain interpolation of the ω-k algorithm is deduced, and the wavenumber spectrum of the reference point used for bulk compression is obtained from numerical method. The improved CSAR ω-k imaging algorithm increases the valid synthetic aperture length and the angular area greatly and hence improves the angular resolution of the cylindrical imaging. Additionally, the proposed algorithm can be repeated on different cylindrical surfaces to achieve three dimensional (3D) image reconstruction. The 3D spatial resolution of the CSAR system is discussed, and the simulation results validate the correctness of the analysis and the feasibility of the algorithm.     

曲线弹道SAR RD-Dechirp快视成像算法

研究了以景象匹配制导为目的的曲线弹道合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）快视成像问题。首先建立了曲线弹道SAR回波信号模型,分析了多普勒历程和距离徙动特点,提出了等效正侧视成像的概念,并分析了等效条件,大大减小了距离徙动校正难度和回波信号距离向与方位向的耦合,然后推导了曲线弹道SAR回波信号的二维频谱表达式,在此基础上提出了结合距离多普勒算法和频谱分析（spectral analysis, SPECAN）的快视成像方法。所提算法使用高效的SPECAN方法进行方位压缩, 能够完成曲线弹道SAR部分孔径数据的精确相干处理,没有因为孔径的非直线而增加成像算法的复杂性。     

机载环扫成像雷达数据处理方法研究

经典的聚焦式合成孔径和非聚焦式合成孔径数据处理方法主要用于星载或机载侧视成像 ,而环形扫描成像是一种特殊的成像方式 ,不能直接利用经典的成像处理算法。为了解决环形扫描高分辨率成像问题 ,概述了环扫成像雷达的工作方式 ,介绍了用聚焦式合成孔径和非聚焦式合成孔径提高方位分辨率的 3种实现方法。通过仿真验证了这 3种方法的有效性。该方法也可用于非环扫成像雷达系统。