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.     

基于星历数据的SAR多普勒参数计算

改进了基于星历数据的星载合成孔径雷达多普勒计算方法.改进的方法有效地将J2摄动(地球扁率摄动)对近地点幅角和升交点赤经的影响引入到多普勒参数的计算中,得到了更准确的多普勒参数,对改进方法与传统方法的差别进行了分析.计算机仿真结果验证了改进方法的正确性.     

Ice radar investigation at Dome A, East Antarctica: Ice thickness and subglacial topography

Dome A, located in the central East Antarctic ice sheet (EAIS), is the highest summit of the Antarctic ice sheet. From ice-sheet evolution modeling results, Dome A is likely to preserve over one million years of the Earth’s paleo-climatic and -environmental records, and considered an ideal deep ice core drilling site. Ice thickness and subglacial topography are critical factors for ice-sheet models to determine the timescale and location of a deep ice core. During the 21st and 24th Chinese National Antarctic Research Expedition (CHINARE 21, 2004/05; CHINARE 24, 2007/08), ground-based ice radar systems were used to a three-dimensional investigation in the central 30 km×30 km region at Dome A. The successfully obtained high resolution and accuracy data of ice thickness and subglacial topography were then interpolated into the ice thickness distribution and subglacial topography digital elevation model (DEM) with a regular grid resolution of 140.5 m×140.5 m. The results of the ice radar investigation indicate that the average ice thickness in the Dome A central 30 km×30 km region is 2233 m, with a minimal ice thickness of 1618 m and a maximal ice thickness of 3139 m at Kunlun Station. The subglacial topography is relatively sharp, with an elevation range of 949–2445 m. The typical, clear mountain glaciation morphology is likely to reflect the early evolution of the Antarctic ice sheet. Based on the ice thickness distribution and subglacial topography characteristics, the location of Kunlun Station was suggested to carry out the first high-resolution, long time-scale deep ice core drilling. However, the internal structure and basal environments at Kunlun Station still need further research to determine.     

一种搜索LFM信号模糊函数主脊切面的快速算法

模糊函数主脊切面特征能较好地反映不同信号波形结构上的差异,但搜索信号模糊函数主脊切面的计算量非常大。提出了一种快速搜索线性调频(linear-frequency modulated,LFM)辐射源信号主脊切面的方法。该方法利用LFM信号的分数傅立叶变换模函数具有对称性,且单边单调的性质,采用先全局后局部方式搜索LFM信号主脊切面。实验结果表明,在不降低参数估计精度的条件下,该方法的计算量大大减少。     

MIMO雷达目标部件旋转和振动的微多普勒效应研究

基于MIMO雷达系统,建立了单频信号体制下目标部件旋转、振动的微多普勒效应的数学模型。与传统单基雷达系统相比,当选取的观测雷达组合不同时,得到的旋转微多普勒正弦曲线的幅值、初始相位均不相同,而振动微多普勒正弦曲线的初始相位不变,只有幅值改变。仿真实验验证了理论分析的结果,从而为MIMO雷达系统的微动特征提取及目标识别提供了理论依据。     

丛状遮障的雷达散射特性分析

为研究丛状遮障的雷达散射行为,提出了一种兼顾周期性和遮障结构随机性的数值计算几何模型。该模型的最大特点是:一方面将遮障描述成周期结构以便于数值计算,另一方面则将遮障的随机结构特性赋予所计算的周期结构单元。赋予周期结构单元随机结构特性的方法是,在周期结构单元内放置大量的小叶片散射体,小叶片散射体的随机分布形成结构的随机性。这样的模型既克服了单纯周期结构无法反映遮障的结构随机性问题,也避免了单纯的随机结构难以计算的问题。利用所建立的模型进行了FDTD(finite difference time domain)计算,结果表明,随机结构遮障能够有效分散雷达回波,降低后向散射系数。     

基于六自由度定位的SAR阵元位置误差校正

为了能够消除采用阶跃调频连续波体制的地面合成孔径雷达(GB-SAR)由于偏离理想航线产生的误差,提出了一种基于六自由度电磁敏感度定位系统测量SAR精确航线的方法,对雷达自身的位置进行定位、校正。使系统定位距离误差小于1 cm,角度误差小于1,°但仍然对成像效果有一定影响。因此,对于由定位系统产生的阵元误差采用对信号导向矢量的绝对相位进行最小二乘线性拟合,进而估计出阵元位置误差的方法,并对其进行校正。仿真的成像结果表明,不需迭代运算即可完成对阵元位置误差的有效校正,具有较低的运算复杂度和较高的估计精度。     

改进的相控阵雷达信号检测方法

针对传统雷达信号检测方法对相控阵雷达信号检测概率较低的问题,提出了一种结合小波降噪和极值序列法的信号检测方法。该方法采用小波阈值降噪法对雷达信号进行预处理,以提高侦收信号的信噪比,利用极值序列法在高信噪比下检测精度较高的优势,完成对信号的准确检测和参数的精确估计。仿真结果表明,与传统检测方法相比,该方法在低信噪比下对相控阵雷达信号的检测概率平均提高21.8%。     

基于小波包能量谱的天气雷达伺服电机故障预警系统研究

设计了数据采集的硬件系统,对天气雷达伺服电机振动信号进行实时采集;对采集的数据采用小波包特征的提取方法,利用小波包能量谱的方法将故障信号进行量化、分解,从而达到对天气雷达伺服电机故障的预警目的。经现场安装实验验证,表明基于小波包能量谱分析的天气雷达伺服电机故障诊断方法是一种方便灵活并且准确度很高的故障诊断方法。     

雷达低可观测动目标精细化处理及应用

 雷达探测环境复杂、探测对象特征多样,回波具有低可观测性,雷达探测性能难以满足实际需求,面临着复杂环境下微弱目标检测难题。本文论述了低可观测动目标的内涵、特征、雷达探测面临的挑战以及精细化处理的关键技术,结合雷达实测数据给出了工程应用的途径,并展望了对精细化处理的发展方向。