基于多DSP系统实现的非聚焦合成孔径实时成像处理

合成孔径成像是提高图像方位向分辨率的有效方法,但算法运算量大,在机载条件下往往实时性得不到保证。采用非聚焦成像算法可以在分辨率与运算量之间作一个折衷,可以在分辨率要求不是很高而需要实时性很强的情况下,输出方位向得到较大改善的实时图像。在简要介绍非聚焦合成孔径成像原理和TMS320C6203芯片特点的基础上,着重讨论了非聚焦合成孔径成像算法基于多DSP系统的实时实现,分析了系统性能并给出了实验结果。     

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。     

合成孔径声纳的数学问题

根据波动方程线性化模型,考虑了合成孔径成像的数学问题,对于在二维曲面上所获得的数据来重建三维景物,将基阵的运动和旋转归结为对基阵轨迹的依赖上.利用微局部分析给出了一般问题的一种新的理论反演算法,并且分析了成像系统的分辨率,从而为今后的工作打下理论基础.     

基于模拟干涉相位去斜的SAR层析处理方法

合成孔径雷达层析解决了传统合成孔径雷达二维成像在高程向分辨率丧失的难题,通过不同空间位置的多次观测在目标高程向形成合成孔径,真正实现了对目标的三维成像.以合成孔径雷达层析处理中的去斜操作这一重要步骤为研究对象,提出一种基于模拟干涉相位的去斜方法.该方法可以避免额外大气相位误差的引入,并且仅需要低精度的地面高程数据就可得...     

基于TMS320C6678三维成像声纳信号处理算法的设计与实现

针对三维成像声纳在实际应用当中实时性的需求,在分析三维成像声纳波束形成算法原理和TMS320C6678多核任务并行处理的基础上,设计了基于TMS320C6678处理芯片的三维成像声纳二维波束形成算法的并行实现方法。该方法不仅能有效地完成二维波束形成,还能减少波束形成的计算量,满足系统的实时性需求。实验表明:该方法有效、可靠地完成了2304通道的二维波束形成,角度分辨率优于1°,满足实际系统实时性要求。     

基于共焦圆周滤波-逆投影算法的近场层析成像

层析成像合成孔径雷达三维层析成像实现三维层析成像算法简单、计算量小,但该算法主要适用于远场情况;并且,靠增加基线数提高分辨率的办法也会大大增加系统复杂度。针对上述问题提出一种基于近场圆周扫描的共焦层析成像诊断方案,结合合成孔径与共焦层析成像思想,通过修改映射关系,将用于二维成像中基于部分圆周扫描的滤波逆投影算法扩展到共焦层析成像中,在不同的目标高度层聚焦,完成空时共焦成像。计算机仿真和实验室测试结果均表明该方案可以克服高度模糊,从三维目标场景中提取三维信息,完成准三维成像重建。     

基于随机频率捷变的窄带雷达成像方法

现有窄带雷达分辨率不高,基于频率捷变信号"短时覆盖较宽载频范围"的特点,分析了随机频率捷变信号成像的可能性,提出了随机频率捷变信号成像的一般处理方法。通过仿真实验和配合目标放飞实验,对随机频率捷变信号成像的数学模型和处理方法进行了验证。结果表明,在一定条件下,窄带雷达可以用随机频率捷变信号成二维像,提高窄带雷达的距离分辨能力。     

结合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。介绍了星地双站合成孔径雷达系统结构,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,运用方位向预处理过程、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。HITCHHIKER星地双站合成孔径雷达系统实测数据进一步验证了该成像算法的有效性。     

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。     

对成像雷达的脉冲分段排序转发干扰

多假目标图像欺骗是目前宽带雷达干扰的难点。针对宽带雷达中常用的线性调频(Linear Frequency Modulated,LFM)信号,提出一种脉冲分段排序转发干扰方法。结合散射波信号模型,推导了合成干扰信号二维成像输出形式,讨论了假目标图像个数、分辨率与分段数以及转发次序之间的关系,并进行了仿真实验。结果表明该干扰方法可较便捷地产生多个沿距离向分布的假目标图像。结果对于成像雷达图像欺骗干扰具有理论指导意义。     

毫米波合成孔径雷达成像技术

毫米波合成孔径雷达(SAR:Synthetic Aperture Radar)成像技术是雷达技术、现代电子技术和数字信号处理技术的有机结合,使系统雷达的功能发生了质的飞跃.随着SAR成像处理技术的发展,其成像质量不断提高,成为当今高科技条件下一种不可取代的探测、侦察手段,在军事、经济和科学研究等方面都有重大价值和广泛应用前景.主要介绍了毫米波成像雷达与微波雷达相比具有的技术特点,较详细地讨论了毫米波合成孔径雷达的成像原理技术.     

ISAR雷达欺骗式干扰信号生成算法

宽带ISAR雷达能够从目标回波中计算得出众多目标特征,对ISAR雷达的干扰信号必须高逼真地模拟目标的电磁散射特性和运动特性。从弹头目标电磁散射机理出发,分析了干扰信号生成流程,提出二维成像干扰的实现方案。针对虚假目标特性模拟问题,提出基于一维距离像模板合成欺骗干扰信号的算法。算法采用距离像模板与实际宽带ISAR信号的卷积调制处理,生成的干扰信号能较好地反映目标的电磁特性。通过多个脉冲的模拟,生成的干扰信号也能够准确反映目标的运动特性。仿真实验对暗室测量数据和HRRP模板数据进行成像效果对比,验证了算法的有效性。该算法对二维成像干扰机的工程设计具有指导意义。     

非正弦波SAR的方位向分辨力

为研究非正弦波SAR的方位向分辨力 ,从波束形成的角度分析了非正弦波SAR的方位向聚焦原理 ,导出了基于矩形脉冲和高斯脉冲的合成孔径天线阵列方向图表达式 ,并与常规窄带SAR进行比较 ,指出影响非正弦波SAR方位向分辨力的主要因素为合成孔径长度和信号带宽 ,而与信号载频无关。     

星载多发多收SAR成像和抗欺骗干扰研究

星载多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)可以解决方位向高分辨率和大测绘带的矛盾;同时,混沌二相编码(CBPC)信号具有类似随机信号的特点以及良好的自相关和互相关特性;两者都具有良好的应用前景。将CBPC波形应用到MIMO-SAR系统中,在实现高分辨大测绘带成像的基础上可进一步降低雷达信号被敌方分析截获的概率,提高雷达系统的抗干扰性能。仿真实验验证了此方法在抗数字储频式欺骗干扰中的有效性。     

混沌信号在弹载雷达成像中的应用

传统的线性调频信号在雷达成像中存在旁瓣电平过高,参数容易被截获等缺点。为了提高成像雷达的抗干扰性能和分辨能力,将混沌调频信号用于弹载成像雷达系统,建立了SAR工作的空间几何模型,在此基础上分析了回波特性,并对点目标进行了成像仿真,重点对成像性能进行了分析。结果表明,混沌调频信号用于弹载成像雷达系统可获得比较理想的点目标图像,使系统具有强抗干扰性能,有着良好的发展前景。     

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。     

去调频FM-CW SAR距离维成像研究

调频连续波(FM-CW)合成孔径雷达因其体积小、重量轻、成本低及分辨率高等特点越来越受到关注。详细分析了去调频FM-CW SAR距离维成像过程,得到了FM-CW SAR残留视频相位在距离维傅立叶变换过程中被消除的有用结论;分析了影响距离维分辨率的因素,提出了改善FM-CW SAR距离分辨率,同时降低距离维采样率的方法。理论分析表明,去调频连续波SAR同样存在斜置现象,因此,还详细分析了FM-CW SAR斜置的产生以及去斜的方法,提出了包含去斜的距离维成像算法,为方位向更好的聚焦提供了条件。