聚束SAR模式下ω-k和PFA算法的比较

研究波数域算法(ω-k)和极坐标形式算法(PFA)两种聚束SAR成像算法,并对其进行了定性比较分析.将SAR回波信号的预处理分为时域去调频处理和频域匹配滤波处理,给出了与此相应的两种算法的不同实现形式,并对其信号模型和成像原理进行了比较,从残留视频相位(RVP)、算法的近似和假设以及插值等角度分析比较了这两种算法的性能.比较结果表明,去调频信号预处理方法极大地降低了信号处理量,但是存在残留视频相位(RVP);匹配滤波预处理不存在RVP,但计算量可观.     

线性调频信号的相位匹配去噪处理

线性调频信号被广泛应用到雷达、声纳、地震和其他探测的很多领域,目前对其应用比较广泛的获知信号存在的方法是基于相关的匹配滤波处理,但匹配滤波处理是进行信号压缩来获取最大的信噪比.采用相位匹配方法对线性调频信号进行处理,去除噪声还原信号从而获得高的信噪比,通过仿真实验证明该方法应用在受到噪声干扰的线性调频信号处理上效果很好.     

合成孔径雷达回波信号线性调频特性分析

本文从合成孔径雷达(SAR)回波信号的特点出发,对SAR回波信号的线性调频特性、频谱特性进行了详细的分析.由于SAR回波信号的线性调频特性,对方位向和距离向的SAR信号进行脉冲压缩,可实现SAR回波数据的成像.本文首先构建了二维线性调频信号,分别通过两个一维傅立叶变换实现对信号的脉冲压缩,并对压缩后的波形进行质量评估,可以得到积分旁瓣比小于-10dB的信号质量.通过这种仿真过程,实现对SAR成像算法的进一步理解.     

用于VHF/UHF波段SAR成像的改进型NLCS算法

文章分析了VHF/UHF波段合成孔径雷达的成像特点及其对成像算法的要求,提出用高阶相位滤波来消除距离与方位向之间的高阶相位耦合,用非线性CS技术来消除距离变化引入到二次距离压缩中的残余相位误差,从而得到了一种适用于VHF/UHF波段SAR成像的改进型NLCS算法.通过仿真验证了算法的有效性,该算法对于VHF/UHF波段SAR成像具有较高的实用价值.     

雷达目标双曲线调频回波生成

由于双曲线调频(hyperbolic frequency-modulation,HFM)信号具备良好的Doppler不变性,比线性调频信号更有利于高速运动目标的探测和成像。但是对于复杂电大尺寸目标,直接采用高频电磁散射理论生成宽带回波计算量非常庞大。为研究HFM信号在宽带雷达成像中的应用,该文提出一种利用目标静态电磁计算数据的HFM信号回波快速生成方法,通过相位匹配滤波和频域降采样有效地降低了计算复杂度,并详细分析了目标高速运动对HFM信号匹配滤波的影响。该方法同时适用于线性调频信号的宽带回波仿真。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。     

基于脉间中断调频连续波的高空慢速单基机载SAR成像

调频连续波用于高空慢速单基机载SAR成像时,收发隔离和远距离探测都是亟待解决的问题。结合高空慢速运动平台的特点,提出了一种脉间中断调频连续波(Inter-Pulses Interrupted Frequency-Modulated Continuous Wave, IPIFMCW)的信号模型,通过载频不同的门控信号调制多个发射信号,设置较大的脉间中断时间,将子脉冲回波差频信号在快时间域时移合成大带宽信号,实现高空慢速机载SAR成像。通过与脉间中断调频连续波(FMICW)的理论分析比较,说明该方法不仅解决了收发隔离难题,同时满足高空机载SAR远目标成像需求,避免出现距离模糊。最后结合频率变标算法(FSA)实现了基于IPIFMCW信号的高空慢速单基机载SAR成像。     

星载合成孔径雷达实时快视成像系统

给出了一种基于多数字信号处理(DSP)并行处理技术的星载合成孔径雷达(SAR)快视成像系统设计,比较了多种星载SAR成像算法.针对某星载SAR参数提出了优化的实时算法流程,系统实现了对L波段星载SAR距离向1/4降分辨率和方位向四视实时成像处理.通过仿真和实测数据,分析和验证了系统成像结果.     

基于修正斜距模型的GEO SAR远地点的CS成像算法

针对地球同步轨道SAR（GEO SAR）卫星的轨道曲率大,若使用传统直线斜距模型,将不能正确地描述卫星处于远地点时场景目标的“近远近”斜距历程,建立了一种曲率为负的修正斜距模型. 该模型能够准确地描述远地点目标的斜距历程;基于该修正的斜距模型精确地推导了GEO SAR远地点回波信号的二维频谱表达式,并给出了一种适用于GEO SAR远地点成像的修正CS成像算法;在方位向成像处理时补偿随距离线性变化速度引起的空变相位,实现GEO SAR较宽的成像幅宽的聚焦处理. 并通过场景尺寸为100 km×100 km点阵的GEO SAR成像处理,验证了该基于修正斜距模型的CS成像算法的有效性.      

基于局部统计的自适应SAR图像去噪算法研究

合成孔径雷达(SAR)图像固有的相干斑噪声对图像质量有严重影响,使检测、识别等进一步应用受到很大限制.相干斑噪声是一种乘性噪声,传统的空域去噪算法(均值滤波、中值滤波)难以将其消除.针对SAR图像的去噪问题,本文研究了Lee滤波和Kuan滤波两种基于局部统计的自适应去噪算法,给出了MATLAB实现并在MSTAR的SAR图像上进行实验.结果表明,Lee滤波和Kuan滤波都能够有效抑制SAR图像的相干斑噪声,去噪图像更平滑,目标更清晰.与传统的均值滤波和中值滤波相比,这两种基于局部统计的自适应去噪算法在视觉效果、方差和等效视数等评价指标上取得更好效果.     

一种下视三维FMCW SAR成像的新方法

研究了基于调频连续波(FMCW)的下视三维SAR成像,提出了一种下视三维FMCWSAR成像的新方法.首先根据等效相位中心原理,将双基工作模式等效为单基工作情况,之后对距离维、沿航向维和垂直航向维分别处理.对于距离维、沿航向维的处理采用频域校正距离徙动的RD算法;对于垂直航向维的处理采用等价聚束式SAR分析,并引入"单点等效斜视模型",通过公式推导与理论分析说明对同一距离单元的点,尽管等效斜视模型不同,但仍然能够进行统一处理.另外,也分析了调频连续波SAR所特有的Doppler频移项,以及其对目标聚焦的影响,并给出了相应的补偿方法.最后,仿真数据处理结果验证了分析的正确性和算法的有效性.     

改善机载雷达方位聚焦的成像处理试验研究

雷达（SAR）信号相位的稳定性对于成像处理后图像的方位向分辨率的高低有至关重要的影响．由于飞行平台运动误差或湍流大气中微波传播的影响会直接导致信号相位的波动,机载SAR的方位聚焦一直是SAR成像研究中的重要内容．这里介绍一种基于相位梯度自动聚焦矫正信号相位的高分辨率机载SAR成像处理方法,利用这种方法,对真实的机载SAR信号实验数据进行成像处理．试验表明：在缺乏机载平台运动补偿系统提供飞机运动状况信息的情况下,该成像方法能够有效地估计和补偿相位误差,从而可获得方位向分辨率明显提高的机载SAR图像．     

一种高斯色噪声混响背景的宽带信号检测算法

针对由正反线性调频信号和双曲调频信号产生的宽带混响,研究了以局部平稳高斯色噪声混响模型为基础的分段匹配滤波检测算法。对匹配滤波器采用分段预白化处理,对数据进行合理分段后,对每段数据按高斯色噪声背景下的最佳检测器,即对匹配滤波检测器进行预白化处理,则可以得到分段预白化匹配滤波检测器。仿真试验实现了对混响数据下的宽带信号检测。结果表明采用分段匹配滤波器和分段预白化滤波器可以在低信混比下检测信号,其中分段预白化匹配滤波算法可以有效检测满足局部平稳高斯色噪声背景下的回波信号,且性能优于分段匹配滤波器。     

基于匹配傅里叶变换的舰船目标成像算法

为解决逆合成孔径雷达(ISAR)对非合作、机动目标成像时的散焦问题,提出利用瞬时多普勒参数估计补偿相位的成像方法.分析舰船目标的回波特性及其偏航、俯仰、侧摆等转动分量引起的多普勒非线性变化,将回波近似为噪声和杂波背景下的多分量线性调频信号.比较二阶、二步两种匹配傅里叶变换的多普勒参数估计精度.蒙特卡罗实验验证.二步匹配傅里叶变换均具有更好的多普勒分辨力,估计误差较小.利用匹配傅里叶变换估计多普勒频率完成瞬时成像的方法,去除了传统算法中的严重散焦现象,提高了聚焦性能,可获得舰船目标在观测时间内的姿态变化.仿真实验及实测结果验证了该方法的有效性.     

基于匹配信号变换的非线性调频干扰抑制方法

根据匹配信号变换特性,提出了一个基于匹配信号变换(MST)的特定时频结构(双曲线型、指数型)非线性调频干扰的抑制方法.推导和分析了基于匹配信号变换的参数估计均方误差,该误差与相位函数有关.仿真结果验证了该干扰抑制方法不仅能有效抑制单分量、多分量的特定时频结构非线性调频干扰,而且容易实现,提高了干扰抑制算法的时效性.     

星载聚束式合成孔径雷达线性调频信号的频率Scaling算法

将频率Scaling算法(FSA)引入到聚束式星载合成孔径雷达(SAR)成像应用中，提出了直接对距离向线性调频信号进行频率Scaling操作来完成距离向聚焦的方法，并采用方位压缩的办法来解决方位向脉冲重复频率(PRF)过高的问题．点阵目标实验仿真结果证明了该算法的可行性和有效性．     

平移不变模式双基地SAR级联成像方法

提出了一种适用于平移不变模式双基地SAR(Bi-SAR)的级联成像方法.首先利用平移不变Bi-SAR的几何关系,对其方位多普勒频率进行分解,得出了一种新的平移不变Bi-SAR频域点目标响应表达式.基于该表达式,将平移不变Bi-SAR回波信号方位向的分析和处理分解为两个独立的单程单基地SAR点目标响应处理过程,简化了平移不变Bi-SAR的系统分析和信号处理,而且该方法有利于将单基地算法向双基地的移植和算法的工程实现.仿真试验验证了级联成像方法对平移不变Bi-SAR目标回波成像的有效性.     

一种自聚焦的弹载SAR成像方法

针对传统聚束式合成孔径雷达(SAR)成像算法对弹载SAR运动误差补偿困难的问题,该文提出采用相位梯度自聚焦算法(PGA)实现导弹成像过程中的相位误差校正。该方法利用方位滑窗对各像素点进行质量评估,从而挑选出质量最好的孤立特显点用于相位误差估计,并通过对相位误差的迭代修正获得其估计值。该文研究的PGA算法是非模型的相位误差估计方法,因此对任意阶相位误差都有非常好的自聚焦性能。理论和成像仿真结果表明,该方法具有运算量小、收敛速度快和估计精度高的特点。     

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.     

FIR-RD快视算法方位向二维频谱匹配流程的改进

为了实现星载SAR快视处理的实时性,根据星载SAR数据FIR-RD快视成像算法的特点,分析了距离徙动校正对方位向匹配的影响.针对快视成像最耗时的方位向匹配流程,根据方位向匹配矩阵参考函数的特点,提出了方位向二维匹配处理的改进方法.实验结果表明,运算量降为优化前运算量的1/10,实现了快视系统的实时处理.     

机载聚束式SAR的实时成像算法

聚束式SAR适用于小场景成像,目前聚束式SAR的成像算法有很多,基于实际系统中实时性的要求,可采用S-RD算法来完成对目标的成像．由于成像区域较小,距离徙动的影响较小,成像算法可分维处理．在距离维,采用去斜技术对回波进行处理,实现脉冲压缩;在方位维,用方位向匹配函数实现方位向聚焦,最后计算该算法的运算量．试验结果表明：该算法步骤简单,运算量小,可被应用于实际系统中完成对目标的实时成像．