基于相参子孔径的SAR实时成像方法

分析了子孔径过程用于合成孔径雷达(syntheticapertureradar,SAR)成像的实现机理,指出对合成孔径过程采取相参分阶段处理是对合成孔径这一处理思想合理的扩展,并总结了子孔径处理的核心思想。在此基础上结合对一类典型子孔径算法的研究,针对利用子孔径结果进行精分辨成像的实现过程及相应聚焦条件等问题进行了具体探讨。最后给出了相应的子孔径成像流水实现结构和仿真结果。     

基于SPECAN处理的斜视SAR实时成像算法及其FPGA实现

斜视合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）成像具有广阔的应用前景。首先提出一种基于SPECAN算法的斜视SAR实时成像处理方法,具有运算量小、操作简单的特点。针对SPECAN处理带来的图像扇形畸变,提出采用Sinc插值校正方位采样间隔空变性的方法,实现图像扇形畸变的校正。在此基础上采用FPGA（field programmable gate arrays, FPGA）实时编程实现,重点阐述基于“空域滤波”思想的Sinc插值模块设计。实测数据处理结果验证了该算法的有效性及FPGA实时实现的可行性。     

超宽带合成孔径雷达实时成像处理

工作在VHF/UHF波段的超宽带合成孔径雷达具有穿透叶簇和地表探测隐蔽目标的功能 ,为提高战时快速打击能力 ,必须研究实时成像技术。分析了超宽带合成孔径雷达成像的特点 ,针对两种主要的超宽带成像算法———波束域算法和交叠子孔径算法 ,研究了实时处理的流程及处理结构。     

机载SAR的地面运动目标成像处理

基于先进的高分辨率机载SAR数据,研究了地面单个和多个运动目标的高分辨率成像问题。利用频域滤波法将地面运动目标信号从杂波中分离出来,在距离频率-方位时间域进行距离走动和距离弯曲校正,并在距离-多普勒域完成运动目标成像。PGA方法被用来对单个运动目标作进一步的聚焦处理。在多目标环境下,提出一种改进的距离弯曲校正方法,并利用时频分析方法有效地解决了多个地面运动目标的成像问题。给出了SAR实际数据成像处理结果。     

SAR实时成像系统中方位向滤波器设计研究

方位向降采样滤波器作为机载合成孔径雷达（Synthetic Aperture RADAR，SAR）实时成像系统中关键组成部分之一，其性能将直接关系到图像质量的优劣。由于受到运算代价、存储开销的限制，方位向降采样滤波器的阶数不能很高。如何在滤波器阶数受限的情况下，设计出满足实时处理要求的性能优异的滤波器是一个值得研究的问题。针对机载SAR实时成像系统应用，提出了一种新的方位向降采样滤波器设计方法，引入增广拉格朗日函数实现了通带均方误羔曩小，阻带曩大误羔曩小准则的方位向降采样滤波器。计算机仿真验证说明了该设计方法的优越性，在同样阶数、同样存储开销的情况下，所设计的滤波器性能要优于纯粹的最大误差最小准则设计的滤波器，满足了机载SAR实时成像系统的要求。     

圆轨迹环视SAR成像处理

圆轨迹环视合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）是一种能够实现广域观测的新模式合成孔径雷达,由于它特殊的运动轨迹,直线SAR的成像算法不能直接应用于圆轨迹环视SAR数据处理。然而,对于圆轨迹环视SAR系统而言,其响应函数具有“沿角度维平移不变”的特性。因此可以利用这一特性,借鉴条带SAR成像算法的思想,在频域研究圆轨迹环视SAR数据的成像方法。推导了圆轨迹环视SAR回波信号的精确二维频谱表达式,并在距离多普勒域给出了一种圆轨迹环视SAR成像方法。仿真实验验证了算法的有效性。     

弹载平台聚束SAR成像脉冲重复频率设计

针对弹载平台高速、非水平非匀速直线运动和对目标区域大斜视角观测的特点,对影响脉冲重复频率（pulse repetition frequency,PRF）设计的模糊性限制、发射脉冲的遮掩、天底回波干扰等主要因素进行了详细分析,推导了平台非理想运动和视角状态下最大瞬时多普勒带宽和天底回波可忽略的速度俯仰角范围的简单表达式。提出了一种基于穷举法的聚束合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）成像导引头PRF设计方法,该方法在同时满足距离和方位上不模糊的情况下,发射最少个数的PRF实现对雷达波束覆盖区域无距离遮挡观测。通过仿真产生的聚束SAR成像导引头弹道,验证了分析的正确性和设计方法的有效性。     

机载SAR实时多普勒中心估计原理及硬件实现

针对机载SAR多普勒中心实时估计问题,提出了基于相关函数算法的实现方案,分析了影响估计精度的因素。该算法通过计算回波信号的方位向自相关函数来得到多普勒中心值,避免了对回波信号功率谱的计算,显著降低了运算量。该方案对不同距离子条带的数据进行估计,获得了多普勒中心在测绘带内的变化情况。给出了基于TI TMS320C6415芯片的硬件实现方法,对实际探测数据的估计结果表明该方案满足了精确度和实时性要求。     

机动平台大斜视压缩感知SAR成像方法

为降低合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)成像系统的数据量并提高其平台适应性,提出了一种基于频域近似观测算子的机动平台大斜视压缩感知SAR成像方法。在构建近似观测算子的过程中,首先,基于等斜视角曲线构建了一种能够精确描述地面散射点成像参数空变性的斜距模型。然后,引入距离走动校正函数和高阶时域扰动因子实现了距离方位的解耦和空变距离徙动的校正,并通过构建时频域的相位滤波因子校正了方位压缩参数的空变性。最后,采用复近似信息传递(complex approximation message passing, CAMP)算法对稀疏和非稀疏场景进行快速、高精度重建。该方法通过校正成像参数的空变性,提高了近似观测算子的精度,实现了扩展场景的机动平台大斜视压缩感知SAR成像,仿真结果支撑了理论分析并验证了所提方法的有效性。     

机动平台大斜视压缩感知SAR成像方法

为降低合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)成像系统的数据量并提高其平台适应性,提出了一种基于频域近似观测算子的机动平台大斜视压缩感知SAR成像方法。在构建近似观测算子的过程中,首先,基于等斜视角曲线构建了一种能够精确描述地面散射点成像参数空变性的斜距模型。然后,引入距离走动校正函数和高阶时域扰动因子实现了距离方位的解耦和空变距离徙动的校正,并通过构建时频域的相位滤波因子校正了方位压缩参数的空变性。最后,采用复近似信息传递(complex approximation message passing, CAMP)算法对稀疏和非稀疏场景进行快速、高精度重建。该方法通过校正成像参数的空变性,提高了近似观测算子的精度,实现了扩展场景的机动平台大斜视压缩感知SAR成像,仿真结果支撑了理论分析并验证了所提方法的有效性。     

Ka频段合成孔径雷达高度计机载数据处理

雷达高度计是一种重要的海洋微波遥感器, 利用雷达高度计观测海面动力高度是进行全球尺度海洋监测的有效手段。近年来, 雷达高度计逐渐从实孔径模式向合成孔径模式发展, 从Ku频段向Ka频段发展, 观测的精度和分辨率得到了较大提升。首先研究了Ka频段合成孔径雷达高度计的全链路数据处理方法, 包括回波预处理、改进的回波模型、回波重跟踪, 然后基于国内首次Ka频段海面机载试验数据进行参数反演, 并采用平均海面高模型数据进行验证。数据处理结果证明了数据处理方法的正确性。     

应用扩展的线性调频变标算法进行机载SAR数据的精处理

针对扩展的线性调频变标(extended chirp scaling,ECS)算法能精确校正距离单元徙动和具有精确的二次距离压缩的特点,提出了用ECS算法来精确处理机栽SAR数据.具体方法是在原始CS函数的基础上,加入了一个新的方位尺度函数和一个子孔径方法,给出了实现该方法的具体步骤.并用点目标对此方法进行了仿真,最后针对试验数据进行了精处理,得到了高清晰、高分辨率的SAR图像.     

New analytical imaging algorithm for general case airborne bistatic SAR

This paper focuses on the general case （GC） airborne bistatic synthetic aperture radar （SAR） data processing, and a new analytical imaging algorithm based on the extended Loffeld＇s bistatic formula （ELBF） is proposed. According to the bistatic SAR geometry, the track decoupling formulas that convert the bistatic geometry to the receiver-referenced geometry in a concise way are derived firstly. Then phase terms of ELBF are decomposed into two independent phase terms as the range phase term and the azimuth phase term in a new way. To get the focusing result, the bistatic deformation （BD） term is compensated in the two-dimensional （2- D） frequency domain, and the space-variances of the range phase term and the azimuth phase term are eliminated by chirp scaling （CS） and chirp z-transform （CZT）, respectively. The effectiveness of the proposed algorithm is verified by the simulation results.     

非线性Chirp Scaling在机载SAR成像中的应用

非线性Chirp Scaling算法可以处理大耦合SAR回波,实现精确聚焦。与CS算法类似,NCS操作引起了距离向频谱扩展、调频率微调及距离压缩曲线偏移,只有在一定的成像测绘带宽度内这些影响才能被忽略。针对这一问题展开论述,通过仿真比较了NCS算法应用于典型机载L波段和P波段SAR成像时对距离谱的影响,从而确定可以理想聚焦的测绘带宽度。该结论对分段成像有一定的指导意义,应用于某机载P波段UWBSAR实测回波成像。     

基于DSP与FPGA的实时数字信号处理系统设计

针对测速雷达实时数字信号处理系统的设计问题,提出了一种基于DSP与FPGA的设计新方法。实时信号处理系统中,低层的信号处理算法处理速度要求高,但运算结构相对简单,适用于FPGA进行硬件实现。而高层处理算法控制结构复杂,通信机制强大,适用于DSP软件编程处理。首先简单介绍了该系统所使用DSP的特点,然后对系统的硬件结构及其软件处理进行了详细说明,最后通过实验结果验证了设计新方法的有效性。     

机载P波段UWB SAR高效成像方法研究

针对机载P波段超宽带合成孔径雷达高效成像问题,改进了距离-多普勒算法。不仅能补偿高阶相位,而且通过chirp-z变换完成距离迁移校正,避免了经典RD算法的插值运算,所以是一种高效的高分辨成像算法。分析了如何划分子测绘带以便分别处理,以抑制高阶相位误差的影响。实际机载数据的处理结果证明了算法的有效性。     

用GPS数据进行机载SAR运动补偿处理

针对真实飞行条件下飞机运动和定位误差降低图像质量的特点,提出了用四个GPS(global positioning system)组合测量来确定飞机姿态参数的新方法,具体实现方法是使用一个主接收机送飞机各个部分的微分修正量给辅助接收机,三个辅助接收机送回基线向量,给出了实现该方法的具体步骤。并通过此方法实现了机载SAR(synthetic aperture radar)的实时姿态确定,结合距离-多普勒成像算法进行机载SAR数据的运动补偿处理。试验表明利用四个GPS提供的运动参数对具有大运动误差的SAR数据运动补偿后,能得到高质量的高分辨率SAR图像。     

实时机载雷达告警仿真系统设计与实现

机载雷达告警系统仿真的主要目的是建立雷达告警系统的数学模型、混合雷达信号模型以及电磁环境模拟。通过解混雷达混合信号,完成雷达信号分选,实现雷达告警系统功能。首先,提出了建立机载雷达告警模拟系统的方法,利用SystemVue软件平台实现了该仿真系统。然后,对该系统的实时性进行了研究,类比透明计算概念中服务器与用户之间的关系,改变以往传统的数据传输模式,使得该仿真系统的实时性得到了保证。最后,在仿真实验中对处于不同杂波干扰环境中的雷达告警系统的性能进行了对比分析。该系统的建立,不仅为验证信号分选算法提供了平台,同时也为外场试验提供仿真数据,具有一定的实际应用价值。