机载超宽带SAR运动误差建模与分析

机载超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)具有大积累角和长合成孔径的特点,这使得这类SAR系统的运动误差变得非常复杂.建立了机载UWB SAR运动误差模型,并基于该模型推导了存在运动误差情况下的回波信号频谱.分析了运动误差影响SAR成像处理的根本原因,以及不同特性运动误差对SAR图像所产生的不同影响.仿真实验结果证明了文...     

毫米波高分辨SAR成像算法性能分析

为了研究SAR成像算法在毫米波段的处理性能,以点目标回波信号模型为基础,对几种经典SAR成像算法进行了推导,分析了各算法近似处理引入的误差。仿真结果表明,在高分辨毫米波SAR成像中,RD算法和CS算法存在大于1/4波长的相位误差,NCS算法相位误差小于1/4波长。研究结果可为毫米波高分辨SAR成像系统中成像算法的选择提供参考。     

机动飞行条件下基于SIFFBP算法的机载UWB SAR成像

机动飞行条件下,运动误差的幅度较大,频域运动补偿精度难以满足机载超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)高精度成像的要求,需要采用精确的时域后向投影(Back Projection,BP)算法,然而原始BP算法的巨大计算量限制了其实际应用。提出了一种基于子图像快速因式分解BP(Sub-image Fast Factorized BackProjection,SIFFBP)算法的机动飞行条件下机载UWB SAR成像方案,并对其子孔径和子图像划分的约束关系进行了推导,给出了算法步骤,并分析了算法的计算量。仿真和实测数据处理结果表明,SIFFBP算法能够在保证处理精度的同时,大幅度提高处理效率,非常适合于机动飞行条件下的机载UWB SAR成像处理。     

弹载前斜视SAR BP成像算法与实现

弹载合成孔径雷达(SAR)的方位成像能力受飞行弹道和观测角的影响。后向投影(BP)算法建立在每条回波脉冲对应的弹目斜距已测知,通过斜距将回波信号反向投影至成像区域进行相干累加,实现目标区域的精确成像,在原理上不存在任何理论近似,因此适用于弹载大斜视角或者非线性航迹等复杂成像几何下的成像聚焦处理。为满足弹载实时SAR成像处理的要求,提出一种逐脉冲SAR实时成像算法。该方法是在BP算法基础上改进的时域处理算法,具备逐脉冲实时处理的特性,适合弹载条件下的延迟时间短、实时率高、快速成像的特点。仿真和机载试验表明,该方法可以有效进行大前斜视角的SAR成像,实现SAR实时成像处理。     

基于NCS算法SAR成像效果仿真分析

针对SAR斜视状态使用CS算法对地面目标成像展开分析,重点分析了改进的NCS算法在处理高阶相位耦合方面的优势,按照改进的NCS算法对地面目标回波信号的成像过程进行了分析,使用计算机仿真验证了高阶耦合项位、残余相位误差随斜视角的变化关系,分析了目标回波聚焦效果,对实地模拟目标进行了成像仿真。     

机载UWB SAR实时信号处理算法研究

机载超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)实时信号处理具有大数据量、大计算量等特点。用于实时信号处理的NCS算法需要较大的存储空间,针对这个问题,提出了改进的NCS算法,减小实时成像处理对存储空间的要求。同时,给出了UWB SAR实时信号处理的流程,分析了前向速度误差对成像质量的影响,推导了在改进NCS算法中基于测量数据的视线误差补偿的性能,采用仿真数据和实测数据对整个系统的性能进行了验证。     

多成像模式下舰船目标SAR成像仿真

针对典型工作模式下舰船目标SAR(synthetic aperture radar)成像仿真应用,建立了条带模式、聚束模式、扫描模式下电磁信号发射与回波传输模型.基于面元法将舰船目标三维模型划分为多个三角形面元,利用弹跳射线法计算舰船目标各面元的一次散射和多次散射,仿真SAR回波信号.采用距离多普勒成像算法消除回波混叠...     

分布式小卫星SAR回波仿真快速算法

回波信号仿真是研究分布式小卫星SAR系统的基础,对于系统总体设计具有重要意义。大范围自然场景回波仿真导致巨大的计算量。快速算法基于FFT实现,首先在时域利用脉冲序列近似表征场景在慢时刻的响应,然后利用FFT在频域实现线性时不变滤波以产生场景回波,算法能够有效减小运算量。对仿真的回波进行成像和干涉处理,结果验证了算法的有效性。     

一种有效的UWB-SAR成像方法

在简要总结大处理角ＵＷＢ－ＳＡＲ成像处理有关难点后，本文提出将波数域成像算法（Ω－Ｋ算法）应用于ＵＷＢ－ＳＡＲ成像处理；然后介绍了Ω－Ｋ算法的原理并对其中存在的Ｓｔｏｌｔ插值等问题进行了详细分析和深入探讨；最后结合所建立的ＵＷＢ－ＳＡＲ回波模型对Ω－Ｋ算法进行了仿真，研究表明这种成像方法具有较好的聚焦效果。     

基于GPS信号的双基地SAR成像方法研究

对基于导航信号的合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)成像方法进行了研究,主要是在星载-机载双基地配置情况下,利用GPS(global posi-tioning system)卫星信号作为照射源,机载接收机接收点目标回波,通过距离向和方位向的压缩处理进行点目标成像。不同于线性调频信号,导航信号是扩频信号。研究了该信号的距离压缩方法,并给出一种方位压缩的实用方法,较好地达到方位压缩效果:利用Matlab工具进行了多点目标回波和成像算法的仿真。仿真结果表明:利用导航信号可以构成双基地SAR成像系统。     

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。     

基于回波域的低频UWBSAR极化校准

多极化,低频超宽带(ultrawideband,UWB)合成孔径雷达(syntheticapertureradar,SAR)是雷达技术未来发展的一个重要方向。系统的低频特性,UWB特性和大处理角特性使得常规SAR极化校准不再适用。基于系统回波模型,同时考虑定标体的电磁散射特性,给出了适合该系统的极化校准方法。计算机仿真验证了该方法的有效性。     

三维分布式星载SAR多星联合成像方法

分布式小卫星SAR天线面小,存在严重的多普勒模糊,联合处理多颗卫星的回波可以有效消除模糊,实现高分辨宽测绘带成像.以一发双收的分布式构型为例,建立其回波信号模型并分析了两路回波信号之间的关系,在补偿由切航向基线引起的包络差和部分相位差后,得到两路回波信号频谱之间关系的解析表达式.根据回波谱之间的关系,设计加权函数,消除了回波的方位模糊,最后采用传统成像算法完成成像.     

基于RWC的机载SAR斜视成像仿真

通过建立机载合成孔径雷达的工作模型,介绍了SAR的基本成像原理,并针对机载SAR在斜视条件下,因距离走动量较大,对地面目标的成像受到严重影响的情况,详细分析了距离走动产生的原因。在傅里叶变换之前使用对距离走动进行校正的CS算法对经典的CS算法作出了改进,重点推导了改进后算法的实现过程,并通过Matlab仿真模拟地面目标物实现了CS算法在不同条件下的成像结果,证明使用改进后的算法在斜视角情况下成像质量有较大的改善。     

条带式合成孔径雷达数字聚束算法

与聚束工作模式的合成孔径雷达 (SAR)相比 ,条带式SAR能够在相同时间内对更大范围的区域进行微波成像。但是在分析条带式SAR图像时 ,往往需要着重分析某些局部热点区域 (ROI ,Region-Of-Interest) ,而ROI外散射体的回波会降低ROI图像的对比度。本文的数字聚束 (Digitally -Spotlight)算法可以在成像前将ROI外的回波“过滤” ,实现等效的的聚束工作模式 ,从而提高SAR对比度。仿真验证了该算法的有效性。     

谐波信号对SAR半实物仿真成像的影响研究

采用实际发射信号与模拟场景信息相结合的方法产生SAR回波信号,通过距离多普勒算法对飞机模型成像,并对其成像与模拟成像之间的差异进行了误差分析和验证,得到了谐波分量的存在使得回波信号在距离压缩后主瓣峰值偏移,副瓣增高,进而导致成像效果变差的结论.试验结果进一步表明,信号与谐波功率比越大,成像效果越好.     

基于matlab的机载SAR干扰功率仿真系统

为提高设计机载SAR(合成孔径雷达)干扰功率计算的效率,在matlab (MATrix LABoratory)软件平台上结合数学模型和数字信号处理理论建立了机载SAR干扰功率计算模型,并在此基础上进行了仿真.系统对点目标回波信号、分布式地物回波信号和干扰信号的处理过程建立了数学模型并进行了计算机仿真,对仿真结果进行了深入分析,得出了实用的结论.系统具有显示的直观性、实时性与逼真性,而且具有很强的扩展性,可用于与机载SAR有关的教学、科研与试验分析.典型仿真范例及结果表明用matlab仿真机载SAR干扰功率系统是方便和高效的.     

对合成孔径雷达的转发式扫频干扰技术研究

对合成孔径雷达( SAR)的干扰技术进行了系统的研究,在对余弦转发式干扰和伪装遮盖干扰进行详细理论分析和计算机仿真的基础上提出了一种新的干扰方法——转发式扫频干扰,该方法通过转发调制了扫频信号的SAR回波,使得SAR回波在距离向频域不能实现压缩,破坏了合成孔径雷达的自聚焦能力.理论研究表明,这几种方法均可以在低干信比的条件对SAR进行有效干扰,使其不能成像,从而达到掩护分布式目标的目的.通过对汽车模型成像的干扰仿真,验证了这些方法的有效性和可行性.     

双基地逆合成孔径雷达成像平面分析

主要分析了双基地逆合成孔径雷达的成像平面.基于双基地SAR成像平面分析,双基地目标旋转矢量分析两种方法,分别建立了两种不同的双基地ISAR成像平面模型.为验证模型正确性,分别将两种模型应用于双基地转台成像分析,并预测成像结果.基于BP算法的双基地转台点目标成像仿真表明,旋转矢量分析法建立模型的分析结果与仿真结果完全吻合...     

基于GPU的SAR成像层次化并行处理研究

针对SAR成像处理具有的内在并行性,提出了一种基于GPU的SAR成像层次化并行处理方法。首先分析了SAR成像处理过程中信号的并行性,对任务进行了层次化分解与组合,设计了层次化并行的CS成像算法;然后通过CUDA编程将并行成像算法映射到CPU+GPUs系统平台上,实现了层次化并行成像处理;为了检验并行处理效果,采用原始数据进行了SAR成像处理实验。实验结果表明,在几乎没有损失图像质量的情况下,层次化并行处理获得了较高的加速比。