基于并行DSP的实时ISAR成像系统设计

介绍了一种基于并行DSP的高速实时ISAR成像系统.为实现高速实时信号处理,基于DSP+FPGA的结构和CPCI总线技术设计实现系统硬件平台,然后对ISAR实时成像算法进行分析,将其映射到硬件平台,给出了成像算法工作流程,并分析说明了DSP的优化设计,最后将该系统用于实际的雷达数字信号处理并给出了实时成像结果.试验证明,该系统发挥了DSP的优势,具有运算能力强、接口方便等特点,能够实现目标的实时ISAR成像,最高成像频率达到4帧/秒.     

ISAR雷达ESPRIT成像算法的改进

应用ESPRIT算法能够很好地提高逆合成孔径雷达成像的分辨率，但是传统的ESPRIT算法运算量大，运算速度慢。本文把对ESPRIT算法的一些最新成果即ESPRIT的改进引入ISAR成像过程，经过试验证明它能有效改善雷达成像的速度。     

跟踪雷达的ISAR成像实验研究

描述Ｃ波段跟踪雷达数据记录和脱机处理情况，能获得Ｂ－５型飞机的横向高分辨像，分辨力可达到０．５ｍ。     

ISAR成像的数据预处理

在ISAR成像中,成像数据通常都是按顺序从回波数据中选取,方位分辨率和成像质量也是根据经验来控制.由于ISAR成像的目标是非合作的,很难得到统一的方位分辨率,同时成像的质量和成像的效率也不能达到最佳,因此对成像前的数据进行预处理非常重要.文中提出了一种预处理方法,通过预处理使方位分辨率自动达到所要求的方位分辨率.并根据数据质量自动选择平稳成像算法或机动目标成像算法.仿真表明,通过预处理,成像的效率和成像的质量都能达到很大的提高.     

基于AJTF的ISAR成像算法研究

自适应联合时间-频率（AJTF）分析是一种被证实了的基于刚体目标二维运动模型的逆合成孔径雷达（ISAR）成像算法,但它在进行运动补偿参数搜索时使用的穷尽搜索方法收敛不稳定且计算量较大。介绍了一种改进的AJTF算法,它用粒子群优化方法进行运动补偿参数的搜索,提高了算法的稳定性和效率。仿真结果证明了该算法的优越性。     

基于FPGA的船只目标ISAR实时重聚焦处理实现

针对合成孔径雷达在船只目标成像过程中所出现的散焦问题,文中对现有算法进行优化处理,给出一种可用于FPGA实时处理系统的ISAR重聚焦算法.该算法基于逆合成孔径雷达成像原理对散焦目标进行重聚焦处理,可以极大改善成像质量.算法包括两部分,采用积累互相关法进行距离向包络对齐,结合相位梯度自聚焦算法与秩一相位估计算法对方位向散...     

跟踪雷达的ISAR成像技术

本文对跟踪雷达的 ISAR 成像技术进行了研究。对跟踪雷达的成像特殊性进行了分析,并对成像中涉及的运动补偿、距离走动校正以及方位成像进行了深入研究,最后通过数据处理对所提方法的有效性进行了验证。     

基于随机调频步进信号的高分辨ISAR成像方法

为充分利用随机调频步进逆合成孔径雷达回波所具有的联合稀疏特征,提高成像性能,该文提出一种基于分布式压缩感知理论的随机调频步进逆合成孔径雷达高分辨成像方法。首先构建随机调频步进信号回波的联合稀疏表示模型,并完成子脉冲的脉冲压缩处理;其次,基于每组子脉冲的随机方式(组与组之间的随机方式不同),构建相应的随机量测矩阵,获取回波的压缩感知信号模型,并利用分布式压缩感知理论实现距离向联合高分辨重构;最后结合回波在方位向的稀疏性,采用快速稀疏重构算法实现方位向高分辨成像。理论分析和仿真结果表明由于充分利用了随机调频步进信号回波的随机性与联合稀疏特征,所提出方法具有重构精度高、距离向采样率低、抗噪性能强等特点。     

基于时频分析的ISAR成像

传统的逆合成孔径雷达(ISAR)成像算法用傅里叶变换进行频谱分析,对机动目标的成像会导致成像模糊。本文应用短时傅里叶变换(STFT)、魏格纳分布(WVD)、平滑伪魏格纳分布(SPWVD)几种时频分析方法对机动目标进行瞬时成像。仿真和实验结果表明,通过该方法能得到清晰的目标的距离-瞬时多普勒像。     

高效机载SAR实时成像处理系统设计

针对实际中机载SAR成像的运动误差问题,提出基于子孔径分割的高效机载SAR运动补偿算法,其中成像采用线频调变标(Chirp Scaling,CS)算法。同时设计基于FPGA+DSP的实时信号处理系统,并通过合理的数据流控制,运算资源分配和任务分配,将实时成像算法高效可靠地映射到实时信号处理器内。仿真和外场成像实验都验证了该SAR实时成像处理算法和系统的有效性及可靠性。     

一种通用的SAR/ISAR自聚焦方法

首先介绍了我们最近提出的一种ISAR自聚焦新方法AUTOCLEAN(AUTOfocus viaCLEAN),然后对其中的特征提取算法进行了深入研究。研究结果表明,用CLEAN作为特征提取算法是合适的。AUTOCLEAN不仅是一种稳健的ISAR自聚焦方法,而且还可以推广应用到聚束SAR、曲线SAR和机载双天线干涉SAR中的自聚焦处理。     

ISAR雷达干扰机的实现

给出了一种典型的ISAR雷达干扰机实现方法,讨论了关键部分的组成和功能。经过内外场实验证明该干扰机具有良好的干扰效果。     

基于HH变换的非平稳运动目标的ISAR成像

ISAR时频分析法成像与传统的成像处理算法相比,将二维的距离-多普勒矩阵变成了三维的时间-距离-多普勒矩阵,在一定程度上改善了成像质量,但对于非平稳运动目标的成像效果并不非常显著.应用Hilbert-Huang变换,对非平稳运动ISAR目标进行成像处理,并与经典的Wigner-Ville分布算法所得图像进行比较.成像试验结果表明:该算法明显改进了图像质量.     

逆合成孔径雷达图像仿真研究

实现了从目标建模、散射计算到雷达图像仿真的全过程.首先使用AutoCAD软件对目标建模并进行三角面元离散,采用反方向光学射线追踪技术进行消隐,以物理光学近似理论计算目标的后向散射,最后利用逆合成孔径雷达成像方法得到了目标的雷达仿真图像.球体的计算结果验证了物理光学的正确性,坦克和飞机模型的仿真成像结果与实验结果和CAD模型的对比进一步证实了目标仿真成像系统的有效性.     

逆合成孔径雷达成像仿真

逆合成孔径雷达的运动补偿问题已有很多讨论,并在实际中得到成功的应用。运动补偿是ISAR成像技术的关键,分两步进行：包络对齐和相位校正。本文从全局效果出发,研究了平均包络最小熵包络对齐法和最小熵相位校准法的原理及算法实现,并对仿真数据进行成像处理。实验结果表明,平均包络最小熵法和最小熵相位校正法在ISAR雷达的运动补偿算...     

基于稀疏约束最优化的ISAR相位自聚焦成像算法

本文提出了一种基于稀疏约束的ISAR方位自聚焦算法,能够应用于稀疏孔径ISAR成像中。该算法利用ISAR图像的稀疏特征建立最小1范数成像模型,并将相位误差作为模型误差。然后通过数值迭代的方式进行自适应相位误差估计,最终获得聚焦良好的ISAR图像。同时,成像代价函数的建立基于矩阵模型,有利于采用方位FFT和矩阵的Hardmard乘积操作进行快速求解。由于利用稀疏约束,该方法在低信噪比的条件下仍然能够取得良好的聚焦结果。基于仿真数据和实测数据的结果验证了本文算法的有效性。     

基于和差波束的三维ISAR成像技术

针对大带宽、高分辨的雷达信号,同一距离单元多个散射点复数叠加,导致传统基于一维距离像比幅测角的三维成像方法效果较差。提出了一种基于逆合成孔径雷达(ISAR)成像的三维成像方法,根据同一距离单元内多个散射点多普勒的不同,利用ISAR成像方法对多个散射点进行分离,在图像配准的前提下对和差信号ISAR像素点进行比幅法测角,最后,剔除角闪烁点及误差较大的散射点,对图像进行重构及合成得到三维ISAR像,同时完成目标定标。实测点目标及飞机目标的处理结果表明了本文方法较传统方法成像质量有较大改善,验证了方法的有效性及可行性。     

X波段ISAR波形激励与失真补偿

论述一种X波段可扩充相控阵高分辨逆合成孔径雷达波形激励设计过程,分析了波形激励及其内单元电路的原理及指标分配方法,该波形激励采用调制器产生宽带线性调频(LFM)信号,且采用了倍频法提高激励带宽,突破了宽带信号产生及校正、宽带激励等宽带相控阵雷达系统的关键技术,解决了宽带、窄带系统的波形激励硬件共用问题,随整机进行外场实验,性能指标满足要求。     

基于压缩感知的稀疏孔径认知ISAR成像方法

针对运用压缩感知理论对ISAR目标成像时不同目标所需观测维数和积累时间不同的问题,提出了一种基于压缩感知的稀疏孔径认知ISAR高分辨成像方法。在对目标稀疏特性认知的基础上,构建了基于目标横向稀疏度和观测积累时间的随机观测矩阵,并给出了成像质量评估标准,实现了对有限雷达资源条件下ISAR目标的高分辨认知成像。仿真结果表明,利用该方法成像,不仅可以减少雷达成像发射脉冲数,而且可以有效减少目标成像的时间,同时还能获得高质量的目标ISAR像。     

一种基于MIMO技术的ISAR成像方法

传统的ISAR成像模型要求目标在积累期间近似做平稳运动,但由于其积累时间较长,目标飞行速度和姿态的变化将对成像效果造成很大的影响.本文将MIMO技术与ISAR成像相结合,提出了一种MIMO-ISAR成像方法,它采用一种特殊设计的M发N收线性阵列,发射一组M个同频带时域正交PCM信号,在接收端通过匹配滤波完成信号分选也即实现了距离压缩,然后基于PCA原理,以最小熵准则对目标水平速度分量进行估计后将整个积累期间的回波数据进行重新排列和插值,最后进行方位多普勒分辨成像并做MTRC校正.从理论推导及仿真实验结果来看,该方法在达到同样方位分辨率的前提下其积累时间最少时只有传统ISAR的 1 MN ,这极大的缩短了积累时间,从而使大部分飞行目标均能满足在积累期间近似做匀速直线运动的条件,扩展了ISAR成像的适用范围,提高了成像效果.