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。     

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.     

基于映射投影（MPA）的复杂地面场景极化SAR成像模拟

建立地表面植被、建筑物等目标综合场景的极化合成孔径雷达（SAR）成像模拟，提出基于映射和投影（MPA）的算法，考虑了可穿透性植被目标的散射与衰减、树及建筑物墙面与地面之间的多次散射，以及成像空间中任意位置地物的散射、吸收与遮蔽.用非球形粒子层作为植被散射辐射传输模型，对建筑物和地面散射采用积分方程法（IEM）粗糙面模型.通过包括植被、建筑物、粗糙地面、河流等复杂场景的MPA快速计算，模拟极化SAR成像的场景散射系数图和SAR原始数据.     

合成孔径雷达实时成像视频信号的模拟方法

建立了合成孔径雷达回波视频信号模型,提出了一种用AWG520任意波形发生器生成SAR回波视频信号的方法,并用这种方法模拟了SAR实时成像的回波视频信号.把这种视频信号通过A/D采样送入SAR实时处理机,用来考查SAR实时处理器连续动态成像的性能,如实时性图象拼接、多普勒中心估计、载机运动补偿及SAR前斜视成像性能等.     

星载SAR半实物仿真系统设计

根据星载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar：SAR）工作原理和SAR回波信号模型,本文提出一种基于直接数字频率合成（Direct Digital Frequency Synthetic-DDFS）技术产生复杂调制信号模拟SAR目标回波信号的设计方案。     

典型目标逆合成孔径雷达成像仿真

逆合成孔径雷达成像电磁仿真研究在目标识别、隐身与反隐身、目标成像诊断等领域很有实际意义和研究价值。本文采用电磁计算的方法分别模拟了几类典型目标逆合成孔径雷达成像所需的回波矩阵,并应用二维快速傅里叶变换对回波数据进行处理,仿真得到了几类典型目标的逆合成孔径雷达像。仿真结果表明,采用的方法可简单有效地计算出导弹目标的散射回波并对其进行逆合成孔径雷达成像。     

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。     

自然场景SAR实时回波模拟器架构及实现

自然场景SAR回波模拟器是当前SAR回波模拟测试的重要发展方向,能够有效支撑当前各类机载、弹载和星载SAR设备的设计、研制和测试。从回波模拟算法、模拟器实现架构以及并行流水计算等3个方面的关键技术,对自然场景SAR实时回波模拟器计算量大的难题进行解决。最后介绍对实验室研制的SAR的回波模拟原理验证样机进行介绍,将成像指标和结果进行分析和展示,对上述的3个关键技术的有效性和可靠性进行验证。     

大椭圆轨道SAR滑动聚束模式设计及斜距模型

针对大椭圆轨道合成孔径雷达存在大偏心率,时变轨道高度及时变卫星速度等特性,首次开展了大椭圆轨道SAR滑动模式设计研究.对大椭圆轨道SAR滑动聚束模式设计,考虑了不同轨道位置处不同分辨率改善因子、地面波束足迹一致性、天线扫描角度、天线扫描角速度等.对大椭圆轨道SAR滑动聚束模式回波斜距模型研究.仿真分析结果表明大椭圆轨道SAR滑动聚束模式参数需要随轨道位置变化进行调整,为了满足成像需求斜距模型需要展开到三阶.      

基于纹理特征的高分辨率合成孔径雷达影像单体建筑物震害信息识别

获取震后建筑物震害信息有利于开展人员救援和灾后重建工作。由于高分辨率合成孔径雷达（SAR）数据少有震前数据存档,利用震后单时相高分辨率SAR数据评估建筑物震害成为研究热点,但利用高分辨率SAR数据对单体建筑物的研究却很少。本文以北川老县城震后0.24mTerraSAR-X聚束模式（ST）数据为数据源,经多视处理后提取建筑物纹理特征,对比分析不同视数大小和纹理计算窗口大小对建筑物震害识别影响,确定最佳纹理计算窗口大小和视数大小。结合震前光学数据,获得SAR单体建筑物轮廓图,随机选取建筑物轮廓样本作为训练样本,引入支持向量机（SVM）和随机森林（RF）分类器识别建筑物震害信息。结果表明,基于纹理特征的SVM、RF方法能有效地识别高分辨SAR影像单体建筑物震害信息,SVM识别精度可达到88.24%,RF识别精度可达到92.47%。可见基于高分辨率SAR数据的纹理特征识别建筑物震害方法稳定有效,可为灾后应急、灾害评估和灾后重建工作提供可靠信息支撑。     

A modified algorithm for SAR parallel imaging

Synthetic aperture radar can provide two dimension images by converting the acquired echoed SAR signal to targets coordinate and reflectivity. With the advancement of sophisticated SAR signal processing, more and more SAR imaging methods have been proposed for synthetic aperture radar which works at near field and the Fresnel approximation is not appropriate. Time domain correlation is a kind of digital reconstruction method based on processing the synthetic aperture radar data in the twodimensional frequency domain via Fourier transform. It reconstructs SAR image via simply correlation without any need for approximation or interpolation. But its high computational cost for correlation makes it unsuitable for real time imaging. In order to reduce the computational burden a modified algorithm about time domain correlation was given in this paper. It also can take full advantage of parallel computations of the imaging processor. Its practical implementation was proposed and the preliminary simulation results were presented. Simulation results show that the proposed algorithm is a computationally efficient way of implementing the reconstruction in real time SAR image processing.     

Synthetic aperture radar raw signals simulation of extended scenes

A synthetic aperture radar (SAR) raw signal simulation algorithm for extended scenes is presented. This algorithm is based on the SAR two-dimensional system transform function (STF). To cope with range-variant nature of SAR STF and increase the speed of this algorithm, new for mulas for range-variant phase corrections in range-Doppler(RD) domain are developed. In this way, many azimuth lines can be simulated with the same SAR STF. It only needs twodimensional fast Fourier transform code and complex multiplications. Comparing with time-domain simulation algorithm, it is very simple and thus efficient. Simulation results have shown that this algorithm is accurate and efficient.     

基于压缩感知的合成孔径雷达二维成像算法

通过对合成孔径雷达回波信号的分析,利用压缩感知理论基于信号稀疏性或可压缩性的基本原理,提出了方位稀疏表示的一种新方法,在此基础上给出了基于压缩感知的SAR回波信号处理方法和二维成像算法,实现了压缩感知对信号的全新采集和编解码,以较少的数据量实现成像,有效地抑制旁瓣,在一定程度上提高了成像中目标的分辨率,为有效降低高分辨合成孔径雷达的数据率提供了一种有效途径。通过对仿真数据和实测数据的处理验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于RaySAR软件的上海外滩建筑群合成孔径雷达图像模拟

利用RaySAR软件对上海市外滩建筑群进行合成孔径雷达(SAR)成像模拟.绘制了不同反弹次数信号对应的反射率图、信号反弹次数分布图.结合目标的几何物理信息,分析了模拟SAR图像中的点、线状特征、不同反弹次数信号和建筑具体结构之间的对应关系.试验表明,雷达信号的反弹次数与建筑物结构细节密切相关.基于真实雷达影像序列,按PSInSAR方法选取的永久散射体点的位置及其分布与SAR模拟图像中的二次、尤其是三次反弹信号的成像吻合度较高,初步实现永久散射体点在建筑物上的精确定位.     

合成孔径雷达原始数据的分析方法

针对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)系统性能评价的需求,提出了对SAR原始数据进行分析的一些方法和指标。这些方法和指标包括原始信号的幅值大小对脉冲压缩的影响、各次误差对SAR信号频谱的影响、距离向频谱和方位向频谱的分析等。这些方法和指标既可以帮助检测和调试SAR系统,又可以为后面的成像等各项工作做好准备。这些方法已经应用到实践中,并取得良好的效果。     

Terrain imaging using a SAR system based on reflected GPS signals

This paper describes a 3D multi-static synthetic aperture radar (SAR) imaging system which utilises reflected GPS signals from moving objects on the Earth's surface. The principle of bi-static radar is used to model the reflected GPS signals. The movement of a visible GPS satellite serves as a base for a synthetic aperture over an observation time period. As an example, a MATLAB simulation has been carried out in order to detect the movement of imaged object sunder the assumption of one static GPS receiver with two targets which move with different speeds. The influence of the visible satellite'sposition and velocity on the spatial resolution of such a SAR system isdiscussed. Simulation results show that by measuring the cross-correlation of the reflected GPS signal from the terrain and objects on it,the detection of the objects can enjoy a good spatial resolution for thecase of moving objects and a moving GPS receiver. Furthermore, thespatial resolution is also related to the selection of visible GPS satelliteswith respect to their azimuths, elevations and velocities. This systemhas the following useful features: (a) no dedicated signal transmitter is required; (b) the GPS signal frequency is reused; (c) GPS operates round-the-clock and its signals cover the entire Earth's surface; (d) low power consumption; and (e) known GPS signal structure.     

沿航向运动误差对SAR回波特性的影响

分析了合成孔径雷达(SAR)平台沿航向运动误差对回波信号时域及频域特性的影响.建立了带有沿航向运动误差的时域回波信号模型,得到了回波时域误差的计算公式;利用级数反转原理,推导了回波频域误差的表达式,为SAR系统分析及成像算法设计提供了理论依据.理论分析和计算机仿真表明,回波频域特征对沿航向运动误差更为敏感.     

机载合成孔径雷达实时成像处理系统研究

为了实现对机载合成孔径雷达(SAR)数据的实时成像处理,提出了一种基于数据划分的机载合成孔径雷达实时成像处理系统的硬件平台结构,分析了它的优点和约束规则.根据机载SAR距离多普勒(RD)成像算法,提出了基于数据处理粒度的SAR成像处理实时性的分析方法,并对机载SAR实时成像处理系统进行了分析.给出了实时成像处理机的实现,并用实测数据的实时成像结果验证了理论分析的正确性.     

基于SAR图像模拟的混凝土路面反雷达伪装设计

针对混凝土路面目标反雷达伪装设计问题,提出了一种基于合成孔径雷达SAR图像模拟的反雷达伪装设计方法。利用小面元法实现SAR图像的模拟,对模拟图像进行基于马尔科夫随机场模型的分割和数学形态学的操作,基于伪装设计原则进行混凝土路面的反雷达伪装设计,所设计的雷达图像能较好地与背景匹配。制备了不同类型的电磁功能混凝土试样,在外场条件下测试了其后向散射特性。实验结果表明,改变混凝土的成分能够得到不同后向散射特性的混凝土,从而表明了该设计方法的可行性。