逆合成孔径雷达

摘要： 为提高逆合成孔径雷达(ISAR)图像欺骗干扰的逼真度,基于点散射调制模板构建了自卫式干扰(SSJ)条件下位置可控二维假目标干扰信号模型,研究了调制坐标、坐标偏移量以及转速对二维假目标图像合成的影响。理论分析表明,在雷达截获信号的快时间域增加与纵向调制坐标及偏移量对应的时延可以控制假目标的纵向位置;而在慢时间域增加与横向调制坐标及偏移量对应的相位变化因子可控制假目标的横向相对位置;调制转速则使得假目标图像发生横向扩展或压缩。仿真实验结果验证了理论分析的正确性,表明本文位置可控式ISAR假目标干扰信号合成方法有效,且干扰功率要求较低。

摘要： 对于高信噪比、完整回波、目标平稳运动等理想观测环境,现有成像技术已经较为成熟,可以获得聚焦良好的高分辨逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)像。但在实际中的方位回波缺损与低信噪比观测情况下,随机相位误差等因素会降低现有成像算法的性能甚至使其失效。本文首先建立了ISAR稀疏观测模型,并基于稀疏贝叶斯学习理论,通过引入Beta过程非参数先验构建层级概率模型,进而交替利用Gibbs采样及最大似然方法对ISAR像及随机相位误差进行估计。实验结果表明,所提方法在低信噪比、回波缺损等复杂观测环境下能够获得聚焦良好的ISAR图像。

摘要： 针对低信噪比条件下的逆合成孔径雷达ISAR(Inverse Synthetic Aperture Radar)超分辨率成像处理问题,提出了一种基于快速分裂Bregman迭代的ISAR超分辨率成像算法。首先,在正则化框架下,将方位分辨率的提高问题转化为一个正则化问题;其次,利用托普利兹矩阵的低位移秩特征和Gohberg-Semencul表示来加速收敛。所提出的算法既利用了分裂Bregman迭代在低信噪比条件下的重构能力,又能保证快速成像。利用仿真和实测数据开展了多项实验,与线性Bregman迭代LBI(Linearized Bregman Iteration)、正交匹配追踪OMP(Orthogonal Matching Pursuit)等现有常用算法的结果进行了比较,结果表明本文算法取得了更佳的成像性能且运行时间相对较短。

摘要： 逆合成孔径雷达(Inverse synthetic aperture radar,ISAR)目标成像在军事和民用领域有着很广泛地应用,近年来,ISAR目标成像技术发展已经较为成熟,然而由于观测场景复杂和目标的非合作特性,导致获取的目标图像分辨率低和出现散焦、拖尾等问题。针对上述问题,本文提出了一种基于二阶维格纳维拉分布(Wigner-viller Distribution,WVD)的ISAR平动补偿方法,该方法首先将ISAR回波信号建模为二阶多项式,然后运用Keystone变换校正由运动引起的距离走动,再利用二阶WVD变换聚焦目标所有散射体的能量,进而估计出二阶运动参数,最后通过解调操作和Keystone变换获得聚焦良好的目标图像。本文提出的方法在低信噪比(Signal-to-noise ratio,SNR)环境下具有较稳定的性能,并且避免了多维搜索,减少了运算复杂度,有利于实现ISAR运动目标的实时成像。

摘要： 延时转发欺骗性干扰是针对逆合成孔径雷达(ISAR)成像的一种重要干扰方法,为了对抗干扰产生的假目标,提出一种基于正交脉冲分集的ISAR欺骗干扰识别与消除方法。首先建立了逆合成孔径雷达干扰信号模型,研究并给出了针对此干扰的正交脉冲设计应当满足的约束条件,通过设计一组半正交化的脉冲实现了对于延迟转发欺骗干扰的消除与识别。该方法通过对逆合成孔径雷达波形的正交化设计,可以检测并消除延时转发干扰产生的假目标,实现相应的逆合成孔径雷达抗干扰。最后通过仿真实验在20dB的干信比条件下,产生了0.3倍峰值的旁瓣波形,并成功得到ISAR图像。同时在5dB以上的高信噪比条件下,将文中方法与已有方法进行对比,ISAR图像的峰值信噪比提升了约5dB,验证了所提方法的有效性。

摘要： 利用地基逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)对月球进行观测和成像处理,可获得月球正面的地形地貌等特征。本文首先构建了用于逆合成孔径雷达成像的地面单基雷达对月球观测的等效转台模型,分析了月球表面等效散射中心与雷达径向距离的变化特性。然后,给出了单基雷达脉冲重复频率、脉冲宽度、工作频段、带宽和采样频率等信号参数的设计准则,并建立了单基雷达对月球观测的ISAR回波模型与成像处理流程。最后,通过仿真实验验证了本文理论分析和成像算法的有效性。

摘要： 在逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像过程中,目标为规避雷达照射通常会进行机动,导致回波包络产生剧烈弯曲,同时加剧回波相位变化的复杂性,大大提升了平动补偿的难度。为了实现对机动目标回波进行准确稳定的平动补偿,提出一种基于吕氏分布(Lv’s distribution,LVD)的参数化平动补偿方法。首先将机动目标回波信号建模为多项式相位信号,利用相位差分对回波能量进行聚集,然后采用LVD和最小图像熵准则估计信号参数,最后构造补偿函数对回波的包络和相位误差进行同时补偿。实测数据实验证明了所提方法的有效性、优越性和低信噪比环境下的稳定性。

摘要： 在SF ISAR成像过程中,由于外界环境以及雷达多工作模式的影响,回波矩阵中数据的缺失常会呈现随机性,从而导致传统CS方法无法直接进行处理。针对上述问题,提出一种基于矩阵填充理论的二维稀疏高分辨ISAR成像方法。首先,利用观测数据矩阵的低秩性质,将缺失数据的恢复问题转化为核范数最小化优化模型;然后,利用相应的矩阵填充优化算法进行求解;最后,在恢复的全数据基础上,直接利用二维FFT得出最终的高分辨率图像。与其它方法相比,该方法在低采样率和低信噪比条件下可以有效地抑制虚假重构,获得高分辨率图像,具有简单、易实现的优势。实测数据实验验证了该方法的有效性。

摘要： 在雷达成像场景中,由于目标散射点具有稀疏性,针对低采样条件下逆合成孔径雷达(Inverse SyntheticApertureRa⁃dar,ISAR)高分辨率成像问题,文章提出一种基于改进平滑L0(Smoothed L0 norm,SL0)范数的高分辨率ISAR成像算法。首先采用负指数函数作为平滑函数,通过调整控制参数,使得负指数函数趋近于L0范数;通过循环迭代与梯度投影方法,求出最优解。仿真结果证明,本文算法较传统算法具有一定优势。

摘要： 常规转台成像需要目标部件与探测设备之间存在不同的相对运动,对于非连续转动的步进转台系统,该成像方法无效。为了解决步进转台成像难题和消除对目标部件多普勒频移的成像依赖性,提出将虚拟透镜成像技术应用到转台成像系统中,通过分析新成像系统的特性,针对转台主动式成像进行了算法拓展,给出了转台成像算法模型,优化了相位补偿方法。最后进行了被动式和主动式步进转台成像仿真,获得了较好的成像效果,仿真结果验证了新转台成像方法的有效性。

摘要： 针对逆合成孔径雷达(ISAR)成像对抗中的基于数字图像合成(Digital Image Synthesis,DIS)技术欺骗干扰方法,本文在分析现有基于频率调制率微调的抗DIS欺骗干扰方法工程实现方面缺陷的基础上,通过引入压缩感知理论,提出了改进的抗DIS欺骗干扰方法,主要是将压缩感知理论的随机抽取采样和稀疏重构方法融入到信号接收和处理部分.仿真实验结果显示了本文提出方法的有效性.

摘要： 距离多普勒(RangeDoppler,RD)算法作为一种传统雷达成像算法,计算量小,运行速度快,但其精度较差且具有较高的旁瓣.在雷达成像中,过高的旁瓣可能淹没附近弱目标,影响后续的检测和识别性能.给出一种利用自适应有限冲激响应(Finite Impulse Response,FIR)滤波的旁瓣抑制方法,该方法根据输入数据构造滤波器来估计出信号的幅度,可以在不影响图像分辨率的基础上降低旁瓣.将该方法用于逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)实测数据,成像结果验证了算法的有效性,旁瓣相比传统RD方法得到了降低.相比其他旁瓣抑制方法,该方法估计结果更为精确,而且全图熵和副瓣降低,对比度提高,成像效果更佳.

摘要： 本文利用弹跳射线,物理光学和物理绕射理论混合方法来研究三维电大尺寸目标的后向电磁散射.为了提高电磁计算的精度,本文的算法充分考虑了遮挡效应、多次散射和边缘绕射等散射机理.相比与数值算法(如矩量法),本文算法在计算时间上有着无法比拟的优势.通过对电小尺寸目标的电磁仿真,本文算法的结果与FEKO中快速多级子的计算结果吻合较好,严重了算法的有效性和准确性.接下来,利用这个方法产生逆合成孔径雷达成像的原始数据,给出了电大尺寸飞机模型的逆合成孔径雷达的仿真图像.

摘要： 针对ISAR像的特征融合和目标识别问题,本文提出一种基于高分辨ISAR像序列的目标三维重构方法.由于ISAR像中目标散射特性随姿态角变化较大,本算法对目标图像角点进行预先标记,再结合投影变换将图像间对应像素点建立一一对应关系,实现ISAR像序列间的图像匹配,最后使用因子分解方法对目标进行三维重构,获得每个像素点的三维坐标.该方法不依赖基于灰度值的图像匹配算法,能够实现面目标上所有像素的匹配映射,对目标的三维重构效果有较大改善.实验中使用不同姿态下长方体和卫星的仿真ISAR像进行重构,实验结果能够验证该方法对ISAR像中目标的三维重构效果.

摘要： 针对ISAR像的特征融合和目标识别问题,本文提出一种基于高分辨ISAR像序列的目标三维重构方法.由于ISAR像中目标散射特性随姿态角变化较大,本算法对目标图像角点进行预先标记,再结合投影变换将图像间对应像素点建立一一对应关系,实现ISAR像序列间的图像匹配,最后使用因子分解方法对目标进行三维重构,获得每个像素点的三维坐标.该方法不依赖基于灰度值的图像匹配算法,能够实现面目标上所有像素的匹配映射,对目标的三维重构效果有较大改善.实验中使用不同姿态下长方体和卫星的仿真ISAR像进行重构,实验结果能够验证该方法对ISAR像中目标的三维重构效果.

摘要： 针对ISAR像的特征融合和目标识别问题,本文提出一种基于高分辨ISAR像序列的目标三维重构方法.由于ISAR像中目标散射特性随姿态角变化较大,本算法对目标图像角点进行预先标记,再结合投影变换将图像间对应像素点建立一一对应关系,实现ISAR像序列间的图像匹配,最后使用因子分解方法对目标进行三维重构,获得每个像素点的三维坐标.该方法不依赖基于灰度值的图像匹配算法,能够实现面目标上所有像素的匹配映射,对目标的三维重构效果有较大改善.实验中使用不同姿态下长方体和卫星的仿真ISAR像进行重构,实验结果能够验证该方法对ISAR像中目标的三维重构效果.

摘要： 针对ISAR像的特征融合和目标识别问题,本文提出一种基于高分辨ISAR像序列的目标三维重构方法.由于ISAR像中目标散射特性随姿态角变化较大,本算法对目标图像角点进行预先标记,再结合投影变换将图像间对应像素点建立一一对应关系,实现ISAR像序列间的图像匹配,最后使用因子分解方法对目标进行三维重构,获得每个像素点的三维坐标.该方法不依赖基于灰度值的图像匹配算法,能够实现面目标上所有像素的匹配映射,对目标的三维重构效果有较大改善.实验中使用不同姿态下长方体和卫星的仿真ISAR像进行重构,实验结果能够验证该方法对ISAR像中目标的三维重构效果.

摘要： 针对ISAR像的特征融合和目标识别问题,本文提出一种基于高分辨ISAR像序列的目标三维重构方法.由于ISAR像中目标散射特性随姿态角变化较大,本算法对目标图像角点进行预先标记,再结合投影变换将图像间对应像素点建立一一对应关系,实现ISAR像序列间的图像匹配,最后使用因子分解方法对目标进行三维重构,获得每个像素点的三维坐标.该方法不依赖基于灰度值的图像匹配算法,能够实现面目标上所有像素的匹配映射,对目标的三维重构效果有较大改善.实验中使用不同姿态下长方体和卫星的仿真ISAR像进行重构,实验结果能够验证该方法对ISAR像中目标的三维重构效果.

摘要： 提出了一种基于TMS320C6678多核处理器的ISAR成像系统,系统中ISAR算法主要进行了运动补偿和基于多普勒中心估计的最优段选取;研究了多核处理器TMS320C6678的架构和存储、传输性能,通过网口传输待处理数据到成像系统;设计并实现了系统的多核通信和处理结构.最后通过实验证明了该系统的可行性和有效性.

摘要： 提出了一种基于TMS320C6678多核处理器的ISAR成像系统,系统中ISAR算法主要进行了运动补偿和基于多普勒中心估计的最优段选取;研究了多核处理器TMS320C6678的架构和存储、传输性能,通过网口传输待处理数据到成像系统;设计并实现了系统的多核通信和处理结构.最后通过实验证明了该系统的可行性和有效性.

摘要： 本公开涉及包括至少一个雷达传感器装置(3)和至少一个处理单元(4)的车辆环境检测系统(2)，其中所述雷达传感器装置(3)被布置用于在至少两个雷达周期期间检测至少两个雷达检测(9、10、11)。对于每个雷达周期，为所述雷达检测(9、10、11)中的每一者生成包括范围(r

摘要： 本发明涉及一种基于逆白化的合成孔径雷达增量成像处理方法及系统。该方法包括：获取雷达工作参数以及当前观测区域的场景历史数据；根据所述雷达工作参数确定SAR的回波信号矩阵；根据所述雷达工作参数构造实现距离压缩的匹配滤波器，并根据所述匹配滤波器对所述回波信号矩阵完成脉冲压缩，确定距离压缩信号；对观测场景进行地面网格划分，并叠加在同一距离门上的距离压缩信号，确定距离徙动校正信号；根据所述场景历史数据参数构建变换域的稀疏字典；根据所述距离徙动校正信号以及所述稀疏字典，基于逆白化处理将复信号重构问题转换为实信号重构问题，基于加权l1范数优化方法进行相位补偿和相干叠加，输出合成孔径雷达图像。本发明能够提高成像效率。

摘要： 本发明公开了一种基于稀疏孔径的机动目标逆合成孔径雷达成像方法，本发明的实现步骤是：（1）接收稀疏孔径的逆合成孔径雷达的原始回波数据；（2）距离压缩和包络对齐处理；（3）精确的相位校正；（4）重构稀疏孔径回波信号；（5）快速傅立叶变换实现距离‑多普勒成像。本发明具有在机动目标和稀疏孔径情况下，能够对逆合成孔径雷达ISAR成像处理实现精确的相位补偿和数据重构，获得更聚焦的高质量逆合成孔径雷达ISAR成像结果。

摘要： 本发明公开了一种时变等离子鞘套下逆合成孔径雷达回波信号建模方法，解决了现有等离子鞘套下雷达回波信号模型无法满足时变等离子鞘套下逆合成孔径雷达信号散焦现象仿真和分析的问题。实现包括：建立时变等离子鞘套的电子密度波动模型；计算含有时变频率的等离子鞘套反射系数，并推出幅频与相频特性；计算时变等离子鞘套下雷达回波信号模型；对回波信号进行距离多普勒成像，确定散焦现象。本发明通过建模和成像处理，确定了时变等离子鞘套对宽带信号雷达回波脉内与脉间双重调制作用，并通过回波模型仿真出时变等离子鞘套下逆合成孔径雷达成像出现的散焦现象，为散焦相关研究提供基础，可用于再入式航天器返回阶段的雷达成像研究。

摘要： 本发明提供了一种逆合成孔径雷达二维像的增强方法，属于雷达信号处理领域，对于ISAR来说，在低信噪比情况下，其成像结果可能会信噪比较低，从而无法准确地观察目标特征。本发明通过高阶耦合Duffing振子及6阶高斯函数对信号进行处理，处理后得到的信号频谱函数比直接利用傅里叶变换得到的信号频谱函数信噪比高约3dB，通过该方法对ISAR快时间维和慢时间维信号分别进行处理，能够将ISAR二维像的信噪比提升约3dB。

摘要： 本发明公开了一种基于稀疏孔径的机动目标逆合成孔径雷达成像方法，本发明的实现步骤是：（1）接收稀疏孔径的逆合成孔径雷达的原始回波数据；（2）距离压缩和包络对齐处理；（3）精确的相位校正；（4）重构稀疏孔径回波信号；（5）快速傅立叶变换实现距离-多普勒成像。本发明具有在机动目标和稀疏孔径情况下，能够对逆合成孔径雷达ISAR成像处理实现精确的相位补偿和数据重构，获得更聚焦的高质量逆合成孔径雷达ISAR成像结果。

摘要： 本发明公开了一种低信噪比逆合成孔径雷达成像方法，采用旁瓣学习粒子群优化算法和广义拉冬‑傅里叶变换对散射点的幅值进行估计，避免传统采用网格划分引起的图像质量下降。针对传统PSO算法进行改进，在获得多个粒子中的最大幅值后，向该粒子两侧扩展一定旁瓣数量的粒子继续寻找最大幅值作为该散射点的幅值，提高了最终最大幅值计算的准确度。采用去除最大幅值对应的散射点的信号分量，重复估计剩余散射点的幅值的方法，获得每个散射点的最大幅值以及对应的运动参数，避免了传统的恒虚警率检测过程中存在强散射点干扰弱散射点检测的问题以及由于噪声的存在，导致最终的ISAR图像中出现噪点，降低图像质量的问题。

摘要： 一种基于逆合成孔径雷达对运动目标进行成像及横向定标的方法，属于雷达技术领域。该方法包括：通过对几何观测模型图分析，构建雷达与目标之间数学表达式，推算出定标尺度因子；采用时频分析的方法对采集回的雷达信号分别在距离向和方位向上进行处理，得到二维目标成像；取两组相邻的等长回波，对两组回波的同一时刻进行成像，然后对两幅图像进行图像旋转相关处理，检索出最佳角速度；将估计的目标旋转参数代入尺度因子公式中，最终完成对目标的横向定标。本发明将瞬时距离—瞬时多普勒算法与图像旋转相关变换相结合，降低了估计旋转参数的误差，更好地对目标进行横向定标。

摘要： 本发明提出了一种结合门单元和迁移学习的逆合成孔径雷达成像方法，首先利用常规的卷积层，激活函数层，批归一化层和最大化池化层等构建全卷积神经网络FCNN，在FCNN中利用跳跃连接SKs来建立了多条路径用来将网络浅层特征表示OFRs直接传递到网络重建层。其次在FCNN中进一步引入门单元构成G‑FCNN，并采用迁移学习策略TL来保证G‑FCNN的性能达到最优。接着利用电磁仿真软件构建大规模雷达训练数据用于预训练G‑FCNN，再利用小规模的实测雷达数据对预训练好的G‑FCNN中的网络层参数微调，获得面向目标成像任务而言最优的网络参数。本发明优于现有的基于卷积神经网络的ISAR成像方法。

摘要： 本发明公开了一种基于混合范数的自适应稀疏约束逆合成孔径雷达成像方法，其包括如下步骤：对逆合成孔径雷达ISAR接收到的稀疏回波信号，进行距离压缩处理；用相邻相关法对距离压缩处理的回波信号进行包络对齐处理；用多特显点综合法对包络对齐后的回波信号进行相位矫正处理；对相位补偿后的回波信号，建立基于混合范数自适应稀疏约束的逆合成孔径雷达成像最优化代价函数，利用拟牛顿法最优化代价函数进行求解得到重建的全孔径回波信号；对上述所得的全孔径回波信号，进行快速傅里叶变换实现逆合成孔径雷达的高分辨距离多普勒成像。l20混合范数结合了l2范数和l0范数的优点，优化了模型的收敛性，提高了模型求解的计算速度。