基于极化干涉SAR数据的树高反演方法

为了利用极化干涉合成孔径雷达(SAR)实现精确、快速的树高反演,该文改进了基于极化干涉模型的传统线性度计算公式,提出了树高反演置信度。对置信度高的散射单元,用各极化方式下复相干点拟合得到的直线结合ESPR IT算法快速确定体散射复相干的位置,查表得到树高;对置信度低的散射单元直接用ESPR IT算法近似树高。实验结果表明,与传统方法相比,改进的线性度模型效果更好;体散射复相干估计结果符合极化干涉模型;用置信度指导树高反演,运行时间约为全部利用极化干涉模型反演的25%。     

分布式雷达超分辨成像的MUSIC方法

多重信号分类(MUSIC)方法已在单基地雷达的超分辨成像中得到较广泛的研究,然而将该方法直接应用到双/多基地形式的分布式雷达超分辨成像上,则会面临收发分置带来的散射信息解相关和波数相位分解等问题.为此利用三维空间平滑和双重线性插值对MUSIC方法进行了改进,给出了分布式雷达超分辨成像的最小信噪比显式表达及其快速计算公式,并据此分析了超分辨成像性能.仿真结果验证了这种基于收发分置形式的MUSIC超分辨成像方法的有效性.     

ISAR基带干扰系统设计与实现

在逆合成孔径雷达(ISAR)成像干扰中,采用数字图像合成(DIS)技术的假目标欺骗干扰是一种重要的干扰样式。针对多个散射点图像模板的ISAR成像干扰中的干扰信号频率不十分精确和硬件实现较复杂的问题,采用改进的基于直接数字式频率合成器(DDS)的DIS方法,设计了一种ISAR成像基带干扰系统。该方法通过计算模板散射点延时、多普勒频移、散射强度等信息,生成基带干扰信号,然后作用到雷达信号上,最终达到ISAR成像干扰的效果。该ISAR成像基带干扰系统在Xilinx的Virtex-7系列现场可编程门阵列(FPGA)平台上实现。测试结果表明,该系统设计正确,能够实现ISAR成像干扰,而且生成的干扰信号频率准确,硬件实现复杂度低。     

基于干涉极化SAR数据的森林树高反演

将C1oude极化干涉散射模型和ESPRIT算法结合来降低森林参数反演的运算量.利用ESPRIT算法对Cloude模型中的散射相位中心进行估计,再将估计得到的散射相位中心代入Cloude模型,从而得到树木高度等参数.采用中国天山地区SIR-C/X-SAR L波段全极化干涉数据对森林地区植被树高进行了反演实验.实验表明,与直接采用Cloude的极化干涉模型进行反演相比,在反演精度不变的情况下,运算时间仅是单独使用Cloude模型的1%～2%.     

利用多通道联合稀疏重建的干涉逆合成孔径雷达三维成像算法

针对单通道超分辨成像算法重建的超分辨图像间散射点的位置出现偏差的问题,提出了一种利用多通道联合稀疏重建的干涉逆合成孔径雷达(MCJSR-InISAR)三维成像算法。首先利用联合包络对齐算法校正目标平动对应的包络时延,再利用联合自聚焦算法实现平动补偿的初相校正,对来自不同天线的回波信号的距离差进行补偿,然后利用MCJSR进行超分辨成像,同时利用快速傅里叶变换提高运算效率,最后利用水平及俯仰干涉相位信息实现机动目标的InISAR三维成像。MCJSR-InISAR算法具有更高的强散射中心重建精度,能够对通道间的相对相位信息进行有效的保持。实测数据表明,与单通道超分辨成像算法相比,MCJSR-InISAR算法成像结果的熵值降低了约0.17,且运算复杂度降低了O(105)。     

SAR图像中极化散射指数和信息熵及其地表识别应用

对于合成孔径雷达(SAR)全极化散射测量与成像,推导了相干矩阵的特征值及其信息熵与同极化、交叉极化指数测量值的直接关系.从而将Mueller矩阵解、信息熵和两个极化指数组合在一起,对SAR图像作定量评估.这一理论方法应用于机载SAR图像和地面车载散射计测量数据的研究.     

逆合成孔径雷达目标等效旋转中心估计

在大的目标观测视角下,为抑制散射中心的越分辨单元徙动影响,获得高质量的逆合成孔径雷达(ISAR)目标成像结果,不仅需要目标的相对转动信息,而且需要估计其等效旋转中心。该文通过等分目标回波获取2幅距离-Doppler图像,并在图像域跟踪3个散射中心的位置变化信息,提出了一种目标转速和等效旋转中心联合估计方法。同时,分析了若干影响该方法性能的因素,为方法的正确实施提供了指导。数值仿真实验表明了等效旋转中心估计的必要性和本方法的有效性。     

基于改进型CLEAN算法三维成像的雷达散射截面积反演

基于三维成像的雷达散射截面积(radar cross section,RCS)测量可以获得目标散射系数的三维空间分布,与一维和二维RCS测量相比,它具有更好的空间分辨能力.但是,在基于成像的RCS测量中,散射中心的提取至关重要,它在很大程度上决定着RCS的反演精度.采用CLEAN算法完成对目标散射中心的提取,有效抑制了图像的三维旁瓣,并针对CLEAN算法存在估计误差的迭代累加效应,设计了一种可以更新估计的改进的相干CLEAN算法,进一步提高了RCS的反演精度.用MATLAB和FEKO测量仿真,结果表明改进型CLEAN算法能更有效地提取散射中心,且提高了RCS的反演精度.     

接收阵列天线的时-空二维谱估计

该文对二维信号应用空间平滑技术进行谱估计，解决相干信号源的频率一方位超分辨估计问题。将该方法应用于车载雷达自动目标识别系统中，仿真结果表明。该方法是可行和有效的。     

逆合成孔径雷达目标等效旋转中心估计

在大的目标观测视角下,为抑制散射中心的越分辨单元徙动影响,获得高质量的逆合成孔径雷达(ISAR)目标成像结果,不仅需要目标的相对转动信息,而且需要估计其等效旋转中心。该文通过等分目标回波获取2幅距离-D opp ler图像,并在图像域跟踪3个散射中心的位置变化信息,提出了一种目标转速和等效旋转中心联合估计方法。同时,分析了若干影响该方法性能的因素,为方法的正确实施提供了指导。数值仿真实验表明了等效旋转中心估计的必要性和本方法的有效性。     

基于极化不变量的谐波雷达导引头目标识别算法

为解决基于目标谐波散射系数的FFT识别算法无法有效识别目标全弹道谐波散射特性的问题,采用了基于极化不变量的目标识别算法.根据目标的半导体模型拟合出目标的谐波散射系数,用卡尔曼滤波器对谐波散射系数进行估计.将估计结果作为酉矩阵的对角元素,建立了目标谐波极化散射矩阵及与其对应的功率矩阵,通过就不同的目标进行谐波散射极化计算得到了仿真结果.结果表明,与基于目标谐波散射系数的FFT识别算法相比,目标谐波极化散射矩阵行列式的值及功率矩阵的迹能反映出目标的全弹道谐波散射特性,二者可以作为有效的目标识别特征量.      

基于二维稀疏特性的空间目标高分辨ISAR成像方法

针对空间三轴稳定目标成像问题,提出了一种基于目标稀疏特性的空间目标高分辨ISAR成像方法.该方法利用精轨数据构建了保相波形延时字典,实现了距离维高分辨和平动补偿;利用旋转矢量分析方法计算了三轴稳定空间目标有效积累转角,结合高分辨距离像的稀疏特性,给出了一种适用于越距离单元徙动的方位维稀疏字典构建方法.仿真结果表明,构建的稀疏匹配字典正确反映了目标的姿态变化特性,解决了越距离单元徙动问题,结合距离维相干抑制显著提高了空间目标二维ISAR像的分辨能力.      

基于极化干涉SAR数据的树高反演方法

为了利用极化干涉合成孔径雷达(SAR)实现精确、快速的树高反演,该文改进了基于极化干涉模型的传统线性度计算公式,提出了树高反演置信度。对置信度高的散射单元,用各极化方式下复相干点拟合得到的直线结合ESPRIT算法快速确定体散射复相干的位置,查表得到树高;对置信度低的散射单元直接用ESPRIT算法近似树高。实验结果表明,与传统方法相比,改进的线性度模型效果更好;体散射复相干估计结果符合极化干涉模型;用置信度指导树高反演,运行时间约为全部利用极化干涉模型反演的25%。     

基于极化SAR干涉反演DEM的方法

为了将极化信息有效的和干涉信息融合,提高数字高程模型(DEM)反演的精度,提出一种基于相似性参数的相干增强方法,基于加权中值滤波的相位滤波器以及基于加权的枝切法的相位解缠方法。该文从理论上分析了该方法和传统方法的性能。实验结果表明:与传统方法相比,该方法可以充分利用极化信息,有效地增强相干性,并将相位的质量提高7%,有效地抑制了噪声,将残余点数减少了95%以上,并快速精确地得到了三维地形图。     

基于极化SAR干涉反演DEM的方法

为了将极化信息有效的和干涉信息融合,提高数字高程模型(DEM)反演的精度,提出了基于相似性参数的相干增强方法,基于加权中值滤波的相位滤波器以及基于加权的枝切法的相位解缠方法。该文从理论上分析了该方法和传统方法的性能。实验结果表明:与传统方法相比,该方法可以充分利用极化信息,有效地增强相干性,并将相位的质量提高7%,有效地抑制了噪声,将残余点数减少了95%以上,并快速精确地得到了三维地形图。     

利用不规则曲线测量数据实现雷达目标三维成像

由于平台任务要求或环境影响,雷达数据采样路径可能是不规则曲线。利用通常舍弃的不规则曲线测量数据实现雷达目标三维成像,而且在稀疏测量情形下的成像分辨率甚至超过密集采样时传统成像算法的分辨率。不规则曲线测量数据的空间采样具有稀疏性和非均匀性,不能用传统成像算法得到高分辨率图像。基于压缩感知的雷达目标成像,突破了传统分辨率的瑞利准则限制,且可应用于非均匀采样数据。目标高频散射的稀疏性为压缩感知在雷达成像中的应用奠定了基础。更重要地研究证明,不规则曲线测量矩阵具有良好的互不相干性,因此基于压缩感知的三维成像能够满足重构精度和稳定性要求。考虑到三维成像中测量矩阵的高维性,用分段正交匹配追踪算法实现目标信号的稀疏重构。实验结果表明,算法不仅能够精确实现超分辨三维成像,而且成像算法具有很好的鲁棒性。     

一种极化和频率捷变主动雷达信号处理技术

为提高现代制导雷达的电子战性能,该文提出了一种频率和极化捷变的雷达系统,探讨了相应的信号处理技术。阐述了极化捷变单脉冲雷达系统的原理和结构,介绍了2种极化和频率捷变雷达发射信号波形,根据雷达目标的极化散射理论,建立了相应的全极化回波信号模型。在回波信号处理过程中,对回波信号进行正交解调和采样,经过目标和干扰信号的极化参数估值、极化匹配计算,实现了对目标的有效检测,最后利用可靠的目标信号数据进行单脉冲测角和跟踪。该文还探讨了极化捷变体制和频率捷变体制之间的兼容性问题。理论分析和仿真实验表明,当目标和干扰在极化域可分辨时,极化捷变技术可提高传统频率捷变雷达的抗干扰能力。     

宽带全极化雷达目标HRRP极化特征提取与优选

充分有效地利用全极化雷达目标HRRP极化信息是雷达目标特征提取领域一个热点问题．文中主要研究了宽带全极化雷达目标HRRP的三类极化特征的提取与优选：（1）将SAR领域常用的熵特征引入全极化HRRP中,分析了反映目标HRRP散射随机性的熵特征;（2）根据目标散射矩阵相似性参数理论,定义了目标HRRP与6种标准体散射矩阵相似性参数概率形式描述,并将其作为特征,这类特征反映了目标的物理结构特性;（3）提出了反映目标散射能量特性的Mueller矩阵相似性参数特征,并且证明了该参数特征的旋转不变性．这几类特征具有明确的物理意义．采用飞机目标多个姿态的实测数据进行了特征有效性验证和特征优选,并利用优选后的特征组成特征矢量对飞机目标识别,实验结果表明,提出的HRRP极化特征具有良好的稳健性和可分性．     

基于迭代Radon-Wigner变换的FMCW-ISAR目标速度估计及速度补偿

在调频连续波逆合成孔径雷达(FMCW-ISAR)成像系统中,目标在扫描周期内的高速运动导致目标一维距离像的畸变及二维成像的模糊。为了获得高质量的ISAR目标成像结果,需对高速目标进行速度估计及补偿。该文针对FMCW-ISAR系统信号模型,提出了一种基于迭代RadonWigner变换对高速非合作目标进行速度估计和速度补偿的方法。仿真结果表明:该方法能够对高速非合作目标的速度进行高精度估计,距离向和方位向速度补偿后可获得理想的ISAR成像结果。     

宽带全极化雷达目标HRRP极化特征提取与优选

充分有效地利用全极化雷达目标HRRP极化信息是雷达目标特征提取领域一个热点问题.文中主要研究了宽带全极化雷达目标HRRP的三类极化特征的提取与优选:(1)将SAR领域常用的熵特征引入全极化HRRP中,分析了反映目标HRRP散射随机性的熵特征;(2)根据目标散射矩阵相似性参数理论,定义了目标HRRP与6种标准体散射矩阵相似性参数概率形式描述,并将其作为特征,这类特征反映了目标的物理结构特性;(3)提出了反映目标散射能量特性的Mueller矩阵相似性参数特征,并且证明了该参数特征的旋转不变性.这几类特征具有明确的物理意义.采用飞机目标多个姿态的实测数据进行了特征有效性验证和特征优选,并利用优选后的特征组成特征矢量对飞机目标识别,实验结果表明,提出的HRRP极化特征具有良好的稳健性和可分性.