2013年  2卷  第1期

论文
摘要:
杂波抑制是外辐射源雷达目标检测的一项关键技术。尤其在单频网配置下,多径杂波和地杂波相对于单发射站情况成倍增长,造成其在空域和时域均具更大扩展,使得传统杂波处理方法面临新的困难。该文研究了一种新的分载波杂波抑制方法,该方法针对带循环前缀的正交频分复用信号(CP-OFDM)所设计,能较好克服单频网配置给杂波抑制引入的新问题。文章首先阐述了该方法的原理,接着展示了其有别于传统方法的特性,包括分载波空域处理的多普勒响应和全新的主瓣杂波问题,然后从理论上研究了该方法的鲁棒性,仿真和实测处理结果验证了该文方法的有效性。 杂波抑制是外辐射源雷达目标检测的一项关键技术。尤其在单频网配置下,多径杂波和地杂波相对于单发射站情况成倍增长,造成其在空域和时域均具更大扩展,使得传统杂波处理方法面临新的困难。该文研究了一种新的分载波杂波抑制方法,该方法针对带循环前缀的正交频分复用信号(CP-OFDM)所设计,能较好克服单频网配置给杂波抑制引入的新问题。文章首先阐述了该方法的原理,接着展示了其有别于传统方法的特性,包括分载波空域处理的多普勒响应和全新的主瓣杂波问题,然后从理论上研究了该方法的鲁棒性,仿真和实测处理结果验证了该文方法的有效性。
摘要:
针对串行双基地合成孔径雷达(SAR)中的距离徙动的空变问题,该文提出了一种变标逆傅里叶变换成像算法,通过两次相位相乘和一次卷积操作实现距离徙动的精确校正。该算法基于一种由几何关系公式方法推导出的严格解析双基点目标频谱,可以完成长基线距离比条件下的串行双基SAR 的数据处理。仿真实验和对比实验验证了该算法的有效性和优越性。此外,不同于其他的变标算法,该变标逆傅里叶变换(SIFT)成像算法不依赖于信号的线性调频特性,同样适用于相位编码信号,有更广的适用范围。 针对串行双基地合成孔径雷达(SAR)中的距离徙动的空变问题,该文提出了一种变标逆傅里叶变换成像算法,通过两次相位相乘和一次卷积操作实现距离徙动的精确校正。该算法基于一种由几何关系公式方法推导出的严格解析双基点目标频谱,可以完成长基线距离比条件下的串行双基SAR 的数据处理。仿真实验和对比实验验证了该算法的有效性和优越性。此外,不同于其他的变标算法,该变标逆傅里叶变换(SIFT)成像算法不依赖于信号的线性调频特性,同样适用于相位编码信号,有更广的适用范围。
摘要:
为了消除目标强散射中心的转动相位分量对传统多普勒中心跟踪(DCT)相位补偿方法性能的影响,该文提出了一种新的相位补偿方法。该方法通过分析得出中频直接采样回波信号脉间相参的特点,并利用相参性改进DCT相位补偿方法对平动相位分量估计的精度,从而提高相位补偿效果,改善ISAR 成像的质量。相对于MDCT 法,该方法能够达到更好的相位补偿效果。实测数据验证了该方法是一种可行、高效的相位补偿方法。 为了消除目标强散射中心的转动相位分量对传统多普勒中心跟踪(DCT)相位补偿方法性能的影响,该文提出了一种新的相位补偿方法。该方法通过分析得出中频直接采样回波信号脉间相参的特点,并利用相参性改进DCT相位补偿方法对平动相位分量估计的精度,从而提高相位补偿效果,改善ISAR 成像的质量。相对于MDCT 法,该方法能够达到更好的相位补偿效果。实测数据验证了该方法是一种可行、高效的相位补偿方法。
摘要:
动态特征是海洋信息中的重要方面。但是在通常的SAR 图像处理中动态信息往往会被丢失,因为这些方法大多把SAR 图像看成是观测区域的瞬时状态。实际上,我们可以从SAR 子孔径序列图像中获取动态信息,因为我们知道SAR 不同方位向孔径对应不同的成像瞬间。从序列图像中获取动态信息的一个关键步骤就是图像匹配。但是SAR 子孔径图像的强噪声特性使得传统的图像匹配算法难以奏效。该文中,为了应对SAR 子孔径图像中的噪声问题,我们提出了一种改进的相位相关法。仿真实验表明改进的算法在多数情况下都可以达到0.15 像素以上的精度以及很好的噪声鲁棒性。分析表明,该方法可以适用于从中等分辨的机载SAR 图像和高分辨的星载SAR图像中提取动态特征,速度提取精度可以达到0.15-0.3 m/s。该文将该方法用于一个实际的机载SAR 图像的处理,反演的海面动态速度在0.05-0.5 m/s 左右,这个速度范围符合海面上一般的流速范围。 动态特征是海洋信息中的重要方面。但是在通常的SAR 图像处理中动态信息往往会被丢失,因为这些方法大多把SAR 图像看成是观测区域的瞬时状态。实际上,我们可以从SAR 子孔径序列图像中获取动态信息,因为我们知道SAR 不同方位向孔径对应不同的成像瞬间。从序列图像中获取动态信息的一个关键步骤就是图像匹配。但是SAR 子孔径图像的强噪声特性使得传统的图像匹配算法难以奏效。该文中,为了应对SAR 子孔径图像中的噪声问题,我们提出了一种改进的相位相关法。仿真实验表明改进的算法在多数情况下都可以达到0.15 像素以上的精度以及很好的噪声鲁棒性。分析表明,该方法可以适用于从中等分辨的机载SAR 图像和高分辨的星载SAR图像中提取动态特征,速度提取精度可以达到0.15-0.3 m/s。该文将该方法用于一个实际的机载SAR 图像的处理,反演的海面动态速度在0.05-0.5 m/s 左右,这个速度范围符合海面上一般的流速范围。
摘要:
该文研究了导航卫星照射的BiSAR 系统的成像处理技术,针对导航信号BiSAR 成像所存在的特殊问题,利用直达波信号提取距离徙动参数并在方位时域实现了距离徙动的校正,通过多普勒补偿的方法解决了导航信号对多普勒敏感的问题,利用对直达波信号的相位历程进行高阶多项式拟合实现了对多普勒相位历程的精确近似,方位向通过去斜处理实现方位向聚焦。仿真数据和实测数据的成像处理结果验证了该算法的正确性。 该文研究了导航卫星照射的BiSAR 系统的成像处理技术,针对导航信号BiSAR 成像所存在的特殊问题,利用直达波信号提取距离徙动参数并在方位时域实现了距离徙动的校正,通过多普勒补偿的方法解决了导航信号对多普勒敏感的问题,利用对直达波信号的相位历程进行高阶多项式拟合实现了对多普勒相位历程的精确近似,方位向通过去斜处理实现方位向聚焦。仿真数据和实测数据的成像处理结果验证了该算法的正确性。
摘要:
基于延迟-移频的SAR 有源欺骗干扰方法具有局部区域有效性,有效区域的研究是合理运用干扰、确保达到欺骗效果的基础。该文通过分析干扰信号与真实点目标回波的差异,指出影响干扰信号聚焦的因素为残余距离单元徙动、方位向匹配滤波器失配和多普勒带宽损失,得到了延迟-移频干扰有效区域的解析表达式,并用仿真结果验证了理论分析的正确性。研究表明,基于延迟-移频的SAR 有源欺骗干扰适用于干扰机附近小范围区域的防护。 基于延迟-移频的SAR 有源欺骗干扰方法具有局部区域有效性,有效区域的研究是合理运用干扰、确保达到欺骗效果的基础。该文通过分析干扰信号与真实点目标回波的差异,指出影响干扰信号聚焦的因素为残余距离单元徙动、方位向匹配滤波器失配和多普勒带宽损失,得到了延迟-移频干扰有效区域的解析表达式,并用仿真结果验证了理论分析的正确性。研究表明,基于延迟-移频的SAR 有源欺骗干扰适用于干扰机附近小范围区域的防护。
摘要:
几何校正是星载SAR 地面处理的重要环节,几何校正精度对SAR 图像的应用有着至关重要的影响。该文分析了传统星载SAR 几何校正中卫星停-走模型近似对几何定位精度的影响,建立了卫星持续运动模型下的距离多普勒方程,并提出了持续运动模型下校正方程的简化求解方法。仿真实验和北京地区实际数据几何校正试验验证了该方法的有效性和正确性。 几何校正是星载SAR 地面处理的重要环节,几何校正精度对SAR 图像的应用有着至关重要的影响。该文分析了传统星载SAR 几何校正中卫星停-走模型近似对几何定位精度的影响,建立了卫星持续运动模型下的距离多普勒方程,并提出了持续运动模型下校正方程的简化求解方法。仿真实验和北京地区实际数据几何校正试验验证了该方法的有效性和正确性。
摘要:
区域网3 维定位是指同时获取多个干涉合成孔径雷达(InSAR)场景中各像素点的北向、东向和高程向的地理坐标。联合定标是区域网3 维定位的关键环节,能够保证3 维位置精度和相邻场景间的位置衔接性,并且能够在稀少控制点的条件下实现大区域多场景的3 维定位。该文提出一种适用于机载InSAR 系统的联合定标算法,该算法对多个场景的3 维位置同时定标。该算法利用最优化模型实现联合定标,并且在最优化模型中引入了权值,从而顾及到了不同质量、不同分布的控制点、同名点在联合定标中的权重差异。机载InSAR 实测数据的实验结果表明,该算法在3 维定位精度和实现过程的简洁度方面均优于传统的联合定标算法。 区域网3 维定位是指同时获取多个干涉合成孔径雷达(InSAR)场景中各像素点的北向、东向和高程向的地理坐标。联合定标是区域网3 维定位的关键环节,能够保证3 维位置精度和相邻场景间的位置衔接性,并且能够在稀少控制点的条件下实现大区域多场景的3 维定位。该文提出一种适用于机载InSAR 系统的联合定标算法,该算法对多个场景的3 维位置同时定标。该算法利用最优化模型实现联合定标,并且在最优化模型中引入了权值,从而顾及到了不同质量、不同分布的控制点、同名点在联合定标中的权重差异。机载InSAR 实测数据的实验结果表明,该算法在3 维定位精度和实现过程的简洁度方面均优于传统的联合定标算法。
摘要:
该文对毫米波三基线干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR)的多通道间泄漏误差进行了建模分析,推导了通道泄漏误差参数和干涉相位误差的数学表达式,定量分析了通道泄漏程度对干涉相位误差及高程误差的影响,并进一步提出了通道泄漏引入的干涉相位误差补偿方法,通过仿真实验给出了误差补偿和分析的结果,验证了该补偿方法的有效性。 该文对毫米波三基线干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR)的多通道间泄漏误差进行了建模分析,推导了通道泄漏误差参数和干涉相位误差的数学表达式,定量分析了通道泄漏程度对干涉相位误差及高程误差的影响,并进一步提出了通道泄漏引入的干涉相位误差补偿方法,通过仿真实验给出了误差补偿和分析的结果,验证了该补偿方法的有效性。
摘要:
针对分辨率优于0.1 m 的机载合成孔径雷达(SAR)系统,该文设计实现了中心频率14.8 GHz,带宽3.2 GHz的宽带线性调频(LFM)激励信号源。详细介绍了技术方案的选择,关键技术的实现,并对产生的宽带调频信号进行了详细的测试与分析。该信号源作为机载SAR 系统中子系统的一部分,完成了飞行试验,并获得了分辨率优于0.1m 的雷达图像,验证了该方案设计和技术实现的有效性。 针对分辨率优于0.1 m 的机载合成孔径雷达(SAR)系统,该文设计实现了中心频率14.8 GHz,带宽3.2 GHz的宽带线性调频(LFM)激励信号源。详细介绍了技术方案的选择,关键技术的实现,并对产生的宽带调频信号进行了详细的测试与分析。该信号源作为机载SAR 系统中子系统的一部分,完成了飞行试验,并获得了分辨率优于0.1m 的雷达图像,验证了该方案设计和技术实现的有效性。
摘要:
对大量密集的空间群目标进行有效跟踪、编目已成为空间监测的迫切需求。地基雷达作为近地轨道空间监测的主要手段,在对高密度的空间小碎片云进行跟踪时,通常会由于分辨能力有限,造成对个体目标检测、观测信息严重缺失,使得传统的多目标跟踪技术难以奏效。为此,该文基于群跟踪的概念,在贝叶斯框架下以群目标的整体运动趋势为跟踪对象,同时兼顾个体的运动目标轨迹跟踪,通过建立群目标的中心和观测量之间的相互作用约束模型,可以提升在漏警概率较高情况下的目标数目估计的稳健性以及单个目标的跟踪精度。贝叶斯积分的求解过程通过MCMC-Particle 算法具体实现。通过对空间群目标跟踪的仿真实验验证了群跟踪技术的有效性。 对大量密集的空间群目标进行有效跟踪、编目已成为空间监测的迫切需求。地基雷达作为近地轨道空间监测的主要手段,在对高密度的空间小碎片云进行跟踪时,通常会由于分辨能力有限,造成对个体目标检测、观测信息严重缺失,使得传统的多目标跟踪技术难以奏效。为此,该文基于群跟踪的概念,在贝叶斯框架下以群目标的整体运动趋势为跟踪对象,同时兼顾个体的运动目标轨迹跟踪,通过建立群目标的中心和观测量之间的相互作用约束模型,可以提升在漏警概率较高情况下的目标数目估计的稳健性以及单个目标的跟踪精度。贝叶斯积分的求解过程通过MCMC-Particle 算法具体实现。通过对空间群目标跟踪的仿真实验验证了群跟踪技术的有效性。
摘要:
针对机载气象雷达工作于风切变模式时的地杂波抑制问题,该文提出了一种双门限控制的自适应地杂波抑制方法。该方法在有效估计杂波谱中心和谱宽的基础上,利用每个距离单元的回波功率信息设计双门限控制的自适应凹口滤波器,在最大程度上滤除地杂波的同时,减小杂波残余对风切变信号的影响。仿真结果表明,该方法具有良好的杂波抑制效果,并能有效地提高风切变信号风速估计的准确性。 针对机载气象雷达工作于风切变模式时的地杂波抑制问题,该文提出了一种双门限控制的自适应地杂波抑制方法。该方法在有效估计杂波谱中心和谱宽的基础上,利用每个距离单元的回波功率信息设计双门限控制的自适应凹口滤波器,在最大程度上滤除地杂波的同时,减小杂波残余对风切变信号的影响。仿真结果表明,该方法具有良好的杂波抑制效果,并能有效地提高风切变信号风速估计的准确性。
摘要:
分布式全相参雷达是一种新体制雷达,它解决了大口径雷达难以机动部署、造价昂贵等问题,是下一代雷达的发展方向,目前实现分布式全相参雷达所面临的关键技术问题是时间同步和相位同步。对此,该文分析了时间同步误差和相位同步误差的来源,建立了相应的数学模型,仿真了同步误差对相参性能的影响,给出了时间同步误差及相位同步误差的指标要求。并基于有线传输的非相关传输方式提出了时间同步方案,基于定标的方式提出了相位同步方案,以分别实现分布式全相参雷达的时间同步和相位同步。该文所提出的分布式全相参雷达同步方案,对于这一新体制雷达的实现具有一定的指导意义。 分布式全相参雷达是一种新体制雷达,它解决了大口径雷达难以机动部署、造价昂贵等问题,是下一代雷达的发展方向,目前实现分布式全相参雷达所面临的关键技术问题是时间同步和相位同步。对此,该文分析了时间同步误差和相位同步误差的来源,建立了相应的数学模型,仿真了同步误差对相参性能的影响,给出了时间同步误差及相位同步误差的指标要求。并基于有线传输的非相关传输方式提出了时间同步方案,基于定标的方式提出了相位同步方案,以分别实现分布式全相参雷达的时间同步和相位同步。该文所提出的分布式全相参雷达同步方案,对于这一新体制雷达的实现具有一定的指导意义。
综述
摘要:
该文首先回顾了欧美等国家星载SAR 卫星技术的发展历程及发展趋势,介绍了各国在轨卫星及未来卫星发射计划等相关情况,在此基础上对星载合成孔径雷达卫星成像处理算法进行了总结和分析。论文具体分析了各主要成像算法的优缺点并指出其适用范围和应用现状,进而阐述了星载合成孔径雷达成像处理算法的发展趋势,重点介绍了基于压缩感知理论和基于新模式的成像处理算法,并给出了仿真结果。 该文首先回顾了欧美等国家星载SAR 卫星技术的发展历程及发展趋势,介绍了各国在轨卫星及未来卫星发射计划等相关情况,在此基础上对星载合成孔径雷达卫星成像处理算法进行了总结和分析。论文具体分析了各主要成像算法的优缺点并指出其适用范围和应用现状,进而阐述了星载合成孔径雷达成像处理算法的发展趋势,重点介绍了基于压缩感知理论和基于新模式的成像处理算法,并给出了仿真结果。
摘要:
微动特性是目标物理特性之一,微动目标的雷达特征包含了对目标形状、结构和运动的精细刻画,同时微多普勒反映了信号的非平稳特性,因此,在高海况条件下采用微多普勒理论分析海杂波及检测海面目标具有很大的优越性。该文首先从微多普勒机理和特点出发,对动态海面散射杂波建模和海杂波多普勒特性分析方法等相关研究进行归纳与分析,表明微多普勒理论应用的必要性;然后,从海面微动目标回波建模和微动特征分析与检测方法等方面重点介绍了微多普勒理论在海面目标检测领域的应用和主要技术途径;最后,针对现有研究中存在的问题,阐述了有待于进一步研究的方向。 微动特性是目标物理特性之一,微动目标的雷达特征包含了对目标形状、结构和运动的精细刻画,同时微多普勒反映了信号的非平稳特性,因此,在高海况条件下采用微多普勒理论分析海杂波及检测海面目标具有很大的优越性。该文首先从微多普勒机理和特点出发,对动态海面散射杂波建模和海杂波多普勒特性分析方法等相关研究进行归纳与分析,表明微多普勒理论应用的必要性;然后,从海面微动目标回波建模和微动特征分析与检测方法等方面重点介绍了微多普勒理论在海面目标检测领域的应用和主要技术途径;最后,针对现有研究中存在的问题,阐述了有待于进一步研究的方向。