FMCW SAR相位梯度自聚焦算法研究

调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)是一种新近提出来的成像雷达体制,它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.在SAR成像中,相位误差是成像质量下降的主要原因.针对FMCW SAR的特点,分析了二阶相位误差对成像质量的影响,然后以二阶相位误差为例建立了存在相位误差的FMCW SAR信号模型,研究了适合于FMCW SAR的相位梯度自聚焦算法,仿真结果表明该算法能够校正相位误差的影响,提高了成像精度.     

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。     

基于改进RDM的SAR自聚焦算法

反射率偏移法(RDM)是合成孔径雷达(SAR)自聚焦的经典算法,当场景对比度较低时,RDM自聚焦效果变差。该文提出了一种RDM的改进方法,该方法利用多普勒调频率与距离的函数关系,自适应地修正低对比度区域对多普勒调频率估计的影响,保证良好的自聚焦效果。实际SAR数据实验证明了该方法的有效性。     

一种基于RELAX的SAR自聚焦算法

该文提出了一种基于RELAX的自聚焦算法。根据多个特显点和杂波同时存在的模型,该算法交替迭代地进行相位校正和散射点参数估计,在精确估计出散射点子回波参数的同时估计出自聚焦所需的相位误差。由于该算法未对杂波和噪声模型作任何假设,可应用于绝大多数成像场景,同时该算法可用于估计任何类型的相位误差,因此是一种稳健的自聚焦算法。实际数据处理结果表明该方法是有效的。     

一种SAR运动目标的自聚焦算法

基于SAR成像中散射点模型的参数估计,提出了一种适用于经过距离走动校正之后,在方位向上仍存在两次及两次以上相位误差的动目标的自聚焦算法.该方法在方位数据域上结合离散多项式相位变换(DPT)方法和最小二乘估计法估计相位误差,用CLEAN算法估计散射点参数,并通过交替迭代运算,可以较少的距离单元实现较为精确的误差补偿,因而运算量小.经过实测数据验证,该算法获得了理想的自聚焦.     

一种用于条带式SAR的自聚焦算法

本文将相位梯度法（Phase Gradient Algorithm,PGA）用于条带式合成孔径雷达（SAR）的自聚焦。根据条带SAR与聚束SAR回波信号差异并参考经典相位梯度法提出了一种适用于条带SAR的自聚焦算法SPGA。用这种新的条带SAR自聚焦算法聚焦所得SAR图像不会发生传统条带SAR下PGA常有的拼接问题：同时由于相位误差曲面的引入,对于任何场景SPGA均能达到良好的聚焦效果。     

一种可使MD自聚焦算法失效的SAR干扰方法研究

在SAR成像中，MD算法是一种对多普勒调频斜率进行估计的自聚焦处理过程。文章提出一种转发式SAR干扰方法，通过在子视图像中产生位置互不重叠的假目标，可以使MD算法对多普勒调频斜率估计失效，从而降低SAR图像质量。最后给出了计算机仿真，验证了此干扰方法的可行性。     

一种适用于机载/固定站构型 BiSAR 成像的改进相位梯度自聚焦方法

在机载/固定站构型双站合成孔径雷达(Airborne/Stationary Bistatic Synthetic Aperture Radar, A/S-BiSAR)成像中,回波信号方位不变性的假设不再成立;完成距离徙动校正和距离压缩之后,同一距离单元处信号的多普勒调频率具有沿方位向变化的特性.该信号特性导致了传统的相位梯度自聚焦(Phase Gradient Autofocus, PGA)方法对相位误差的估计精度显著下降.针对该问题,该文提出了一种改进 PGA 方法.与传统 PGA 方法相比,该方法通过增加对样本信号的剩余二次相位补偿,有效减小了变化的多普勒调频率对相位误差估计的影响,从而提高了对相位误差的提取精度;此外,该方法考虑了对距离空变相位误差的估计和补偿,使之适用于宽测绘带条件下的 A/S-BiSAR 成像.实测数据的处理和分析验证了该文方法的有效性.     

一种经改进的提高自聚焦精度的SAC算法

位移和相关算法是一种自聚集算法，在同样的估计精度下，ＳＡＣ算法比其它算法的计算最至少要少一个数量组。但是，如果场景不均匀或存在强点，传统的ＳＡＣ算法精度会下降。     

一种补偿低中频接收机I/Q不平衡的方法

针对载机非理想运动导致合成孔径雷达(SAR)反投影成像(BP)结果散焦的问题。首先分析了聚束模式下BP算法成像的相位误差模型,接着根据 BP 算法层析成像的特点,以及基于对比度最优化准则推导了图像对比度与相位误差之间的关系,然后提出了两种适用于BP成像算法的自聚焦算法流程,并分析比较了这两种流程的运算量和适用场合,以及该自聚焦算法总体性能,最后通过处理实测数据、比较图像结果和分析实验耗时,证明了该方法的可行性和有效性。     

面向条带SAR的多孔径图像偏移自聚焦算法

本文提出了一种能够用于机载条带式合成孔径雷达（SAR）运动误差估计的多孔径图像偏移自聚焦算法。首先,将条带SAR数据分割为有重叠的估计子块,各个子块又分为具有重叠场景的多个子孔径,并通过后向投影算法在距离多普勒域构建子孔径图像;然后,对各个子孔径图像进行互相关处理,在分析影响互相关函数的因素的基础上,给出了求解各子图像之间的重叠场景相对偏移的方法;最后,给出了子块内的误差估计方法与子块间的误差拼接方法。对实际数据的处理结果表明,所提算法能够精确且鲁棒地估计机载条带SAR的运动误差。     

一种改进的SAC自聚焦算法

高分辨率机载合成孔径雷达实时成像对自聚焦的要求非常高。自聚焦除了要有足够高的精度和高计算效率外。还要求能够适应信杂比较低的情况。文中对频移相关算法进行了改进，大大降低了自聚焦对信杂比的要求，增强了算法的鲁棒性。     

一种合成孔径雷达参数化自聚焦的新方法

当合成孔径雷达(SAR)成像场景的低对比度下降时,现有SAR自聚焦方法的性能通常会随之下降甚至失效,并且由于缺乏“背景”的数学模型,自聚焦参数估计的极限性能通常是不能解析表达的。本文基于时成像场景中散射成分的分析,将SAR在短相干处理间隔中的慢变时间信号分解为目标、杂波和噪声三类独立的散射成分,得到了SAR慢变时间信号的一种参数化的统计模型。与现有的通过强散射成分的参数反演实现自聚焦的方法不同,本文通过估计模型杂波成分实现自聚焦,因此新方法尤其适用于低时比度场景。本文还推导了新方法的内在精度限制,以确定其在实际应用中的参数选择。最后,实际的SAR自聚焦结果证明了本文提出的新模型和新方法的有效性。     

聚束SAR的快速卷积反投影成像算法

本文对应用于聚束SAR成像的卷积反投影(CBP)算法进行了详细研究,采用子孔径处理的方法,使得这种算法的计算量得到明显的降低.同时,对计算过程的分析表明CBP算法中所涉及的数量巨大的乘法运算可以用加法运算代替,加法操作又可以简单有效地利用可编程逻辑器件进行并行处理.通过上述改进,CBP算法成像处理在计算量降低的同时,硬件结构也得到了很大的简化.论文同时给出了大前斜视角情况下的处理方法、点目标仿真和利用快速CBP算法对E-SAR原始数据的成像结果.     

聚束SAR快速卷积反投影成像算法的研究

对应用于聚束合成孔径雷达成像的卷积反投影(CBP)算法进行了研究,提出了一种新的快速反投影算法,在分割图像及角度降采样基础上,采用递归调用方法,降低了CBP算法的计算量,相对于直接反投影的计算量O(N3),快速反投影算法的计算复杂度可降低为O(N21bN)。同时讨论了递归参数和角过采样参数的选择对算法的影响,仿真了四种插值方法对运算性能的影响,从而分析了计算复杂度和精确度的关系,并且通过与直接反投影算法仿真结果的比较,验证了快速卷积反投影算法在较小均方根误差水平下可以显著减小计算量。     

基于变步长搜索黄金分割优化的自聚焦算法

为了获得高分辨的合成孔径雷达(SAR)图像,需采用自聚焦算法对SAR图像进行处理。文中介绍了利用图像对比度最优准则进行自聚焦的原理方法,将对比度最优自聚焦过程等效为最优一维搜索模型。同时,介绍了变步长搜索黄金分割算法的原理,首先通过变步长搜索确定搜索区间,然后采用黄金分割法进行迭代收敛,当满足终止条件时,停止迭代并得到最终的多普勒调频率最优估计值。与现有的算法相比,基于变步长搜索黄金分割优化的自聚焦算法具有收敛速度快、鲁棒性强的优点。实测数据处理结果验证了算法的有效性。     

与图像对比度准则相结合的PGA自聚焦算法

根据图像对比度准则对标准的PGA算法。作了改进，分析和实测数据试验表明：改进后的PGA算法在计算量得以下降的同时，仍保持了PGA算法对高分辨率合成孔径雷达图像中未知相位误差的补偿能力，并且对场景的适用性优于标准PGA算法。     

利用对比度最大化实现SAP图像自聚焦

以对比度作为衡量图像聚焦程度的标准，研究了一种新颖的SAR图像自聚焦算法。该方法从图像域出发，通过在距离压缩相位历史域引入相位误差模型，从而改变聚上至图像对比度最大，完成相位误差的校正。对比度最大化算法的突出优点是无须在图像域分离出强点目标，因而特别适用于无任何明显特征的图像。仿真及实测数据处理结果证明了该方法的可行性。     

机载UWB SAR图像中残余相位误差的补偿算法

已经初步聚焦的超宽带合成孔径雷达图像需要补偿残余的相位误差,才能进一步提高图像的聚焦性能。首先建立了适合机栽UWBSAR成像几何的相位误差模型,并分析了其特点;然后针对模型特点,对条带式相位梯度自聚焦算法作出改进,同时提出一种基于空不变因子估计的加权相位梯度自聚焦算法。最后,由一段实测UWBSAR图像补偿结果检验了算法的可行性。