基于双基ISAR的空间高速目标成像分析

讨论了空间高速运动目标在地基双基地逆合成孔径雷达(Bi-ISAR)系统下的成像算法。首先给出了地基双基ISAR的系统模型及其目标回波信号形式,其次分析了空间目标运动对双基ISAR二维分辨率的影响,在此基础上对回波信号进行分析和处理,通过数学推导得出当目标高速运动时,其回波信号中将产生距离展缩项以及不可忽略的残余视频相位项和脉内走动因子,此后采用构造补偿函数的方法对这些影响成像质量的因素进行补偿,并应用Keystone变换消除成像结果中的越距离单元徙动现象且给出了整个成像处理流程,最后通过对卫星目标的成像仿真验证了文中所分析的距离展宽项和脉内走动因子对目标二维像的成像影响,对补偿前后目标像的比较说明了文中补偿算法的有效性和实用性。     

斜视干涉逆合成孔径雷达成像算法

针对雷达在斜视工作下的干涉相位模糊问题,提出了一种新的特显点干涉逆合成孔径雷达(ISAR)成像算法.该算法利用特显点信噪比较高、干涉相位估计值较为准确的特性,根据特显点的多普勒频率和横距信息拟合得到目标的多普勒频率与横距的关系,从而对整幅ISAR像进行横向定标,得到目标的干涉ISAR像.该算法能消除干涉相位缠绕,而且对噪声具有较强的鲁棒性,同经典的干涉ISAR成像算法相比,在正确成像时,该算法所需的信噪比可降低10～15 dB.     

非均匀转动目标ISAR成像及横向定标

当目标在平面内非均匀转动时，传统算法不能获得包含定标信息且聚焦良好的ISAR像。为解决这一问题，提出了一种非均匀转动目标的转动参数估计方法。该方法首先通过一维搜索对角加速度与角速度的比值进行估计，并根据估计结果对原始距离像序列进行非均匀采样，补偿角加速度引起的相位误差，从而得到聚焦的ISAR像；然后根据成像质量准则对重采样距离像序列的角速度进行一维搜索，估计出角速度，进而实现ISAR像的横向定标。仿真结果表明:该算法通过2个一维搜索能得到非均匀转动目标聚焦的、横向定标的ISAR像。     

基于参数化稀疏表征高速目标ISAR成像方法

针对高速运动目标逆合成孔径雷达(ISAR)成像问题,提出一种基于参数化稀疏表征的高速目标ISAR成像方法.首先,对高速运动目标回波信号特点进行分析,构造包含目标未知速度的参数化感知矩阵,建立回波信号稀疏模型.其次,采用自适应寻优算法,同时获得优化的感知矩阵及目标运动速度,基于压缩感知理论,在稀疏采样条件下重构目标ISAR像.相较于已有方法,所提方法可避免ISAR成像中复杂的运动补偿处理,并具有较低的运算复杂度和较好的鲁棒性.仿真实验验证了理论分析与所提成像方法的正确性和有效性.     

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。     

舰船目标逆合成孔径雷达成像分析

对海上非平稳的舰船目标实现瞬时ISAR 2维成像.利用多普勒效应,得到目标的1维距离像,将各次回波包络对齐,在方位上进行自聚焦,即将目标等效为转台模型.在转台模型下,目标的运动分为平动和转动分量,平动分量在雷达成像过程中没有任何作用,因此需要将其补偿掉,这是雷达成像关键技术所在.对于运动比较平稳的观测目标,经过包络对齐和自聚焦后就可以直接得到其2维图像,但由于舰船目标通常是非合作目标,其目标特性和运动轨迹等很难确定,其回波具有明显的时变性,因此,按照多普勒中心的周期把成像时间划分为若干个时间段,针对不同的成像时间段得到相应时刻的瞬时ISAR像,由Matlab仿真对得出的分析结果进行了检验,表明该方法对于非平稳的舰船目标成像是有效的.     

一种完全数据驱动的高精度机载L-SAR成像处理方法

雷达机载平台运动误差严重影响成像质量．为了在缺乏高精度运动补偿系统下,实现完全数据驱动的L波段合成孔径雷达（L—SAR）高精度数字重聚焦成像,进行了基于相位梯度自动聚焦的高分辨率机载L-SAR成像处理方法试验．整个方法可分为以下步骤：SAR复图像生成;最强点目标的中心循环移位;加窗;方位向的快速傅里叶变换;相位误差估计;相位矫正;傅里叶逆变换返回复图像域．机载L-SAR信号数据成像处理试验表明：该重聚焦成像方法无须机载平台运动补偿系统提供飞机的运动信息,能够有效地估计和补偿相位误差．相位误差补偿后,信噪比显著改善,可获得方位向分辨率明显提高的机载L—SAR图像,是一种可以满足仅靠数据驱动实现高精度机载L—SAR成像处理的有效方法．     

抖动视频的电子稳像算法

为解决视频序列中出现的抖动问题,提出了一种基于感兴趣区域的电子稳像算法。该算法首先对采集到的每帧图像建立高斯金字塔并进行下采样,然后结合稳像数学模型,求
解仿射变换参数,最后对每帧画面进行运动补偿,输出稳定的图像序列。仿真实验结果表明,该算法具有较好的稳像效果,对较大的旋转和平移运动,有较强的鲁棒性和准确性。与原始序列相比,稳定图像序列帧间的峰值信噪比平均提高了约10 dB。     

基于U-net卷积神经网络的大转角ISAR成像方法

针对ISAR成像在大转角条件下产生严重的越距离单元徙动从而使得ISAR图像散焦的问题，提出一种基于U-net卷积神经网络的大转角ISAR成像方法。首先利用快速傅里叶变换对大转角条件下的回波数据进行预处理，得到散焦的ISAR复值图像作为训练样本，其次，根据ISAR成像特点对U net网络结构进行了改进，训练后得到具有良好聚焦能力的成像网络。仿真实验表明：与传统大转角ISAR成像方法相比，所提方法将ISAR图像的峰值旁瓣比降至-18 dB以下，具有更小的图像熵和最小均方误差，成像时间缩减至0.28 s左右，在低信噪比条件下仍可以实现ISAR图像的快速、准确重建。     

多通道实时ISAR成像系统的设计与实现

基于距离多普勒(R-D)算法原理,以低轨道卫星目标为例,推导了在给定的横向分辨率下所需的成像积累时间,并根据雷达参数和目标特性进行了仿真验证.在实时成像处理运算量和存储量需求分析的基础上,设计和实现了一套多通道实时逆合成孔径雷达(ISAR)成像系统.外场实验结果表明,该系统设计合理,多通道成像效果良好.     

基于小波变换的红外成像弱小目标检测方法

研究红外目标图像中弱小目标的自动检测和定位方法 .将弱小目标看作是红外图像中灰度和位置均未知的暂态信号 ,通过对图像信号作多尺度的小波变换 ,可以在低信噪比条件下检测出弱小目标 .实验结果表明 ,小波变换能很好地增强目标 ,抑制背景杂波 ,从而提高目标检测概率 ,降低误检测     

提高红外点目标图像单帧检测概率的背景抑制法

给出了一种低信噪比红外点目标图像检测的新方法．利用背景图像相对于目标图像具有相关长度长、在频域空间处于低频部分的特点，提出了在空域对红外点目标场景图像进行高通滤波的方法，达到抑制背景、提高目标图像信噪比的效果．进一步讨论了自适应门限曲面函数的建立．实验表明，该方法可以在满足总体要求的红外点目标图像信噪比和虚警目标个数的条件下，最大可能地提高红外点目标图像的检测概率．     

一种基于背景抑制的星空图像增强方法

针对高空观测图像目标尺寸小、信噪比低以及背景和杂波干扰严重的问题,提出了一种基于背景和杂波抑制的星空图像增强方法。建立了星空背景图像增强算法模型,利用不同形状结构元素的形态学滤波方法对原始星空图像进行背景和杂波抑制,将多个支路形态学滤波的结果加权平均,采用双平台直方图均衡化方法进一步对观测目标进行图像增强。在此基础上对星空背景图像增强效果进行计算机仿真验证,并对增强后图像的信噪比和背景抑制因子进行计算。结果表明,采用该方法能够控制星空背景和杂波,改善图像的对比度,使目标细节更为丰富,便于后续目标检测与跟踪。     

采样时钟抖动对超宽带脉冲雷达目标检测性能的影响

信号采样是超宽带脉冲雷达接收的关键环节,其中采样时钟抖动会引起ADC输出信噪比的下降,继而对雷达目标的检测性能产生一定影响,为此以雷达目标的检测性能为评价原则,研究了高斯白噪声环境中采样时钟抖动引起的信噪比损失,并以匹配滤波检测器和多样本能量积累检测器为对象,详细推导了采样时钟抖动与目标检测概率的关系.据此给出了输出信噪比损失的理论曲线,通过仿真对比分析了不同检测方法下采样时钟抖动对目标检测性能的影响,对超宽带脉冲雷达系统设计中的采样时钟选取有直接指导意义.     

基于FRFT的单矢量水听器目标方位估计

在单矢量水听器互谱方位估计基础上,提出了应用分数阶Fourier变换（FRFT）计算声强流谱并进行方位估计的方法.利用FRFT对线性调频信号（chirp）良好的能量聚集性,对chirp信号采用分数阶谱方位估计具有明显的优势.仿真结果表明,在各向同性干扰背景中,分数阶谱方位估计在较低信噪比下能有效估计目标方位,其估计精度高于频域互谱估计.     

过电平采样模数转换器误差源的建模

过电平模数转换器采用异步采样的方式进行数据转换.主要对转换器的不同时间模式进行了研究,综合分析了误差源对异步采样ADC性能的影响,特别对有限时间分辨率、有限精度量化两种主要误差源进行了详细分析.通过优化设计,将计算采样时刻的最大量化误差降为计数器时钟周期的一半,有效提高了系统的信噪比(SNR).推导出SNR的方程,对于固定的时钟频率,当量化分辨率较大时,SNR达到62dB左右.通过仿真确认了方程的正确性.     

一种新的运动点目标检测方法

常规运动目标检测中所用图像都是基于二维空间坐标的序列图,文中根据运动点目标与静态背景的特性,采用一种新的图像表示方法,以时间和空间为坐标,描述的时空图像能较直观地反映运动目标与静态背景的差异,易于实现目标与背景分离。通过实例处理表明,时空方法能更有效地从复杂背景中检测出低信噪比的运动点目标,抗噪声干扰能力强。     

基于二维 DCT 的鬼成像高效目标重构

为提高计算鬼成像过程的整体效率和成像质量,提出应用图像处理中准最优变换的离散余弦变换     

低噪声四管像素CMOS图像传感器设计与实现

基于SMIC 0.18gm工艺设计了一种低噪声的四管像素结构。通过在像素内增加传输管和存储节点实现了相关双采样,可同时消除固定模式噪声和随机噪声;采用Pinned光电二极管技术大幅降低了表面暗电流。所设计像素尺寸为3.6μm×3.6μm,并将其应用于一款648×488像素阵列CMOS图像传感器,经流片测试,图像传感器信噪比可达42dB,在25℃下表面暗电流为25mV／s（转换成电压表示的）。所设计的四管Pinned光电二极管像素结构相对于传统三管像素结构,具有较低的噪声和暗电流。     

一种低交叉调整率的多路输出正激变换器设计方法

多路输出正激变换器结构简单,可靠性高,应用广泛,但是存在交叉调整率问题,为了从根本上改善多路输出正激变换器的交叉调整率问题,提出了一种目标平均电流控制策略.通过ARM-STM32(嵌入式单片机,Acorn RISC Machine-STMicroelectronics 32)采样各路输出端的实时电压和实时电流,得到实时负载,结合期望输出电压算出目标平均电流,根据目标平均电流和多路输出正激变换器的硬件参数计算出主路开关管和每一路副边整流开关管的导通时间,由程序自动控制各开关管的导通时间来实现各输出路的输出平均电流等于目标平均电流.实验结果表明,采用输出平均电流控制的多路输出正激变换器具有小于1.6％的交叉调整率,由该策略控制的多路输出正激变换器不仅可以实现低交叉调整率,而且具有较高的电压精度.