基于直达波补偿的星地双站SAR滑动聚束模式频域成像算法

星地双站合成孔径雷达以星载系统为机会照射源,地面接收机接收直达波和散射波信号进行同步和成像处理。本文介绍了星地双站SAR系统结构,对基于直达波进行距离向脉冲压缩后的信号调频率、距离徙动以及二维频谱的空变性进行了分析。在此基础上,基于方位向预处理过程、直达波补偿以及非线性Chirp Scaling算法,提出了适合该模型的频域成像算法,并通过点目标仿真验证了该成像算法的有效性和性能。星地双站SAR实测数据进一步验证了该成像算法的有效性。     

星机双基地合成孔径雷达方位向成像性能分析

星机双基地合成孔径雷达系统中,由于收发平台运动速度差异较大,因此需要对收发波足(波足是指波束在地面的投影)的运动速度进行合理的设置,减小收发波足速度差,尽可能地提高收发波足覆盖范围和时间,进而实现高分辨率、大方位场景成像。根据收发波足覆盖时间的相互关系,分析收发波足共同覆盖范围内的方位向成像性能。分析收发波足方位向位置偏移对方位向成像性能的影响,从而对星机双基地合成孔径雷达系统的波束同步精度提出要求。仿真结果表明,所提出的方法能够很好地分析收发波足同步误差对成像性能的影响,能够为星机双基地合成孔径雷达系统设计提供重要参考。     

直达波和杂波干扰下目标阴影逆合成孔径成像

对直达波和杂波条件下的阴影逆合成孔径雷达(SISAR)目标成像问题进行了研究。分析了直达波和杂波对侧影像畸变和运动补偿的影响,提出了一种新的直达波和杂波干扰下目标SI-SAR成像方法,即将回波信号与参考信号进行模拟对消,并利用目标回波的频谱特性剔除残留直达波,再对目标运动参数进行粗估计,采用粗搜索和精搜索2步实施准确的运动补偿,最终获得失真度较小的目标侧影像。仿真实验验证了算法的有效性。     

星载寄生式SAR系统频率同步分析

针对星载寄生式SAR系统对地观测应用背景,详细分析了频率同步误差对双站SAR成像的影响,以法国提出的“干涉车轮”构形为例,对同步误差进行了仿真。提出了一种新的频率同步方法,该方法通过接收主星的直达波信号并进行相关处理,从而得到频率同步误差。计算机仿真结果表明该同步方法的准确性和有效性。     

单频信号二维合成孔径成像算法

传统合成孔径雷达采用大带宽信号实现距离向分辨,采用一维合成孔径实现方位分辨,得到二维图像。在某些近场成像场合,成像分辨率要求很高,依靠信号带宽很难达到要求。提出了一种二维合成孔径成像系统,利用二维合成孔径实现二维分辨,分辨率取决于合成孔径长度,不受信号带宽的约束,可以实现超高分辨率。信号采用简单的单频信号,可使系统大大简化。详细推导了单频信号的二维合成孔径成像算法。仿真结果表明,单频信号二维合成孔径是一种有效的高分辨率成像技术。     

无源双基地雷达系统直达波抑制算法

无源双基地雷达系统目标时延和多普勒频移估计,一般采用直达波通道信号与目标回波通道信号作互模糊函数处理,通过搜索互模糊函数的峰值来检测目标。虽然直达波干扰信号的互模糊函数峰值出现在零时延和零多普勒频移处,但其能量远大于目标回波信号,导致信号检测噪声门限增高,旁瓣电平增大,从而淹没目标信号。利用矢量空间的最小二乘算法抑制目标通道中的直达波信号,针对计算速度问题,提出了改进算法。仿真结果表明,该算法能够明显抑制直达波信号,同时该算法也可以完成弱目标的检测,因而具有重要的应用意义。     

一种基于机载SAR原始回波的多普勒参数估计方法

多普勒参数的估计精度直接影响机载合成孔径雷达系统(SAR)成像质量。根据平均后的方位谱来估计多普勒中心频率,通过计算子图像之间的位移值来估计多普勒调频斜率。为了消除在实际应用中各种干扰的影响,采用了对原始回波数据加窗的方法来提高对估计的准确性。该算法的估计结果可以用于补偿载机运动误差引入的相位误差,从而实现高分辨率成像。通过使用实验数据进行分析,验证了该方法的有效性。     

星载双站SAR采用距离-多普勒算法的保相成像

星载双站合成孔径雷达(SAR)的成像可以采用距离-多普勒(RD)算法.算法的距离模型可使用二次模型和直线模型,针对系统双站的特点,讨论了高精度距离模型参数的求取方法.传统RD算法采用二次模型,在斜视情况下,二次模型可能会有较大误差,主要是会影响方位向压缩,因此讨论采用直线模型对应的方位压缩因子进行成像,从而改善方位向旁瓣.成像中为了使算法能够保相,需采用合适的方位向压缩因子,使其不破坏所成像的相位信息.     

采用包络检波去除SISAR直达波干扰的新方法

为了去除直达波干扰,从强的直达波干扰背景中有效提取SISAR侧影成像的目标全息信号,提出了对接收的含有目标全息信号和强直达波的混合信号直接进行包络检波,然后通过对检波后的输出进行时域的正交分解,恢复目标的全息信号的新方法.仿真结果验证了理论分析的正确性.     

基于因式分解BP的车载前视地表穿透SAR快速成像算法

车载前视地表穿透SAR(VMFL-GPSAR)属于双站SAR的范畴,采用单站快速因式分解BP(FFBP)处理存在较大的误差.针对双站SAR模型分析FFBP的距离误差,给出了极角采样率限制条件,提出了双站FFBP算法,通过合理设置子孔径中心提高聚焦效果,并结合距离相位补偿和线性插值技术,进一步提高聚焦精度.仿真和VMFL-GPSAR实际数据处理结果验证了双站FFBP算法,成像效率可提高2.31倍.     

基于FRFT的FMCW SAR成像

调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)结合调频连续波与合成孔径成像技术,具有体积小、重量轻、成本低、分辨率高等一系列优点,是新近提出来的一种成像雷达体制。由于FMCW SAR的差频信号在方位向可以转化为调频信号,据此提出了一种基于分数阶傅立叶变换(FRFT)的FMCW SAR成像算法。仿真结果表明,该算法与RD算法相比较,方位向主瓣压缩和旁瓣抑制效果非常明显。     

一种改进的多子阵合成孔径声纳波数域成像算法

针对多子阵合成孔径声纳(SAS)传统的扩展波数域(ωk)算法中STOLT插值误差引入的相位误差,提出了一种改进的适用于多子阵SAS的ωk成像算法。该算法继承了传统的扩展ωk算法能够与运动补偿相结合的优点,通过对多子阵SAS的双根号形式距离历程进行近似和单基等效化,将多子阵的回波信号等效为单阵收发合置信号,针对扩展ωk算法中STOLT变换可能引入的插值误差,通过引入新的一致距离徙动校正因子,补偿了插值导致的相位误差,实现了多子阵SAS图像的重建。仿真实验表明了该算法的有效性。     

基于逆合成孔径成像激光雷达的自旋小目标成像系统

为了获得毫米级自旋小目标的清晰成像,采用逆合成孔径成像激光雷达技术设计了基于距离向数据与方位向数据相融合的图像重建系统。系统采用大带宽、窄线宽光纤激光器配合调制器实现激光脉冲的线性调频,利用光外差原理对回波信号进行采集处理。结合自旋目标的运动特性,给出了含有自旋分量的回波信号函数方程,并将该分量引入传统的R-D算法中实现了对自旋目标的ISAIL二维图像的重建。实验采用毫米级铝条构成被测小目标,通过步进电机及带倾角的转台完成运动及自旋模拟。实验结果显示,当目标固定时,可通过回波能量数据获得一维距离向图像,与被测目标的4个特征点位置一致。当目标运动时,通过数据压缩并代入自旋参量,最后通过R-D算法可以获得可识别的ISAIL二维图像,验证了系统符合自旋小目标成像的设计要求。     

工程可实现的多接收阵SAS精确逐点成像算法

为了解决传统基于截断插值方式的多接收阵合成孔径声纳逐点成像算法所导致的插值误差和图像相位信息畸变的问题,根据时延和频移的对应关系,提出了一种基于频移的逐点成像算法。该方法针对图像中的每一个像素,通过频移对其考虑"停-走-停"影响的精确时延史进行校正,从而将理论上精确的逐点成像算法拓展到实际工程应用中。通过仿真实验和实测数据对所提方法的有效性进行了验证,结果表明:相对传统基于截断方式的逐点成像方法,该方法可以避免插值误差,有利于后期干涉信号的处理。     

近场C-SAR成像系统关键技术研究

对近场距离下圆柱合成孔径雷达系统的基本原理进行了分析,在此基础上总结了毫米波段系统实现的关键技术及系统主要技术参数设计依据,最后给出了实际系统的成像实验结果.     

双基地ISAR运动补偿算法

在双基地ISAR成像模型的基础上,通过解线频调处理得出双基ISAR回波信号的差频域表示,针对参考信号跟踪存在误差而影响成像质量的问题,采用距离对准消除跟踪误差的影响;而后采用单特显点法补偿由于距离对准而产生的初相误差,最终给出了整个双基ISAR成像算法流程,最后通过对点目标模型的仿真,验证了该算法的有效性。     

非停走停假设下宽带斜视多子阵合成孔径声纳回波数据仿真

针对宽带斜视多子阵合成孔径声纳方位向等效均匀回波数据仿真问题,首先从合成孔径区间的选择、脉冲重复频率在不造成距离模糊和方位向多普勒频谱混叠时的设定以及多普勒中心的定义等方面给出了多子阵合成孔径声纳的参数设定方法;然后,提出了数据基线的概念及在数据基线中点的等效的单阵SAS生成方位向均匀回波数据时对PRF设定的要求;最后,通过点目标回波数据仿真验证了该方法的正确性和有效性。     

两种解相关算法的DOA估计性能研究

MUSIC算法能对独立信号的波达方向（DOA）进行有效估计,但该算法对相干信号或强相关信号进行DOA估计时,算法性能会随着相关系数的增加而急剧恶化甚至失效．针对该问题,利用前后向空间平滑技术与修正MU—SIC算法进行去相关,研究了它们去相关的基本原理及优缺点;利用MUSIC算法通过实验仿真对相关信号的波达方向估计性能进行了研究,分析了信号间相关系数对前后向空间平滑算法与修正MUSIC算法的测向性能的影响,并验证了算法去相关的有效性．     

一种快速干涉合成孔径声纳原始回波仿真方法

针对干涉合成孔径声纳原始回波时域仿真方法速度慢的问题,提出了一种基于参考信号平移方法的快速原始回波仿真方法。该方法是在计算各个接收子阵回波过程中,将因距离产生的时延转换为距离向上的平移量,并建立参考信号二维数组。点目标仿真和场景仿真实验验证了该方法的有效性。     

舰船辐射噪声检测的被动合成孔径算法

舰船辐射噪声在低频段具有稳定的线谱成分,其特征信息丰富,利用该线谱成分可以实现对水下目标的检测.被动合成孔径(Passive Synthetic Aperture Sonar,PSAS)算法对小孔径基阵沿直线运动接收到的信号进行合成处理,从而达到虚拟大孔径基阵的方位分辨力效果,进而提高对弱目标信号的检测能力.理论分析结合仿真不同因素对被动合成孔径算法影响,验证了算法的有效性和可行性.