表层穿透雷达递归反向投影成像算法

本文提出了一种冲激脉冲表层穿透雷达(Impulse Surface Penetrating Radar,简称ImpSPR)递归反向投影(Back Projection,简称BP)成像算法.ImpSPR应用中,高精度实时成像是进行表层下目标探测最直接和有效的手段.基于"延迟-求和"处理的时域BP成像算法可以对成像区域完成精确聚焦,得到高质量的雷达图像.然而由于其巨大的运算量,难以应用于ImpSPR系统的实时处理中.本文在对BP算法详细分析的基础上,建立了算法的递归模型,导出了递归BP算法的处理流程并对其运算量进行了分析.ImpSPR实测数据处理结果表明,递归BP成像方法可以大大降低运算量,有效的运用于ImpSPR系统实时处理中,同时也可用于机载合成孔径雷达系统.     

基于两层均匀媒质的GPEN SAR地下目标成像方法及其性能分析

地表穿透合成孔径雷达(Ground PENetration SAR,GPEN SAR)为了探测掩埋在地下的目标,通常工作在多层媒质的环境中。传统成像模型是建立在同一均匀媒质的假设上,不再适合于GPEN SAR的实际情况。本文首先建立了两层分区均匀媒质中的成像模型,然后利用后向投影(BP)算法定量分析了成像几何参数、土壤参数等对成像的影响,进而提出了一种修正的后向投影(MBP)算法。MBP算法不仅能够校正两层分区均匀媒质对成像定位的影响,还能估计目标的掩埋深度,提供目标三维位置坐标。仿真结果验证了MBP算法在不同信噪比环境下,对多目标的三维定位精度能满足实际的需要。     

冲激脉冲合成孔径雷达反向投影成像算法

在分析冲激信号成像特点的基础上，说明了线阵模型是解释冲激ＳＡＲ成像过程的有效方法，给出反向投影成像算法。阐述了反向投影法的基本原理，并给出了计算机仿真结果，验证了反向投影法的有效性，正确性。     

穿墙雷达平面多层媒质二维衍射层析成像算法

为了解决多层介质墙体后隐蔽目标探测的问题,提出了一种穿墙雷达平面多层媒质二维衍射层析成 像算法。所提成像算法基于一阶Born 近似理论,通过平面多层媒质的格林函数谱域展开式和快速傅里叶变换技术, 实现对多层墙体后隐蔽目标的快速准确成像重建。基于时域有限差分法产生的仿真数据处理结果验证了此成像算 法的有效性和准确性。     

折射对地表穿透合成孔径雷达成像影响定量分析

分辨率和空间位置定位精度是合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）图像的重要参数。传统成像模型是建立在同一均匀媒质的假设上，而地表穿透合成孔径雷达（Gmund PENetration SAR，GPEN SAR）为了探测掩埋在地下的目标，通常工作在多层媒质的环境中，传统模型不再适合。文章首先建立了分区均匀媒质中的成像模型，在此模型基础上，推导了两层媒质时后向投影算法的积累轨迹误差。然后利用实际与理论方位分辨率之比、积分旁瓣比和定位偏差定量分析了两层媒质表面的折射效应对成像质量和定位精度的影响，为校正土壤折射对成像的影响提供有益参考。     

超宽带穿墙探测雷达的反向投影成像算法

在SAR BP（Back Project反向投影）成像算法的基础上,结合超宽带穿墙探测雷达应用中存在的特定条件（如墙体的反射、折射及其对宽带信号的色散影响,因天线阵的天线数目有限而使获得的信息量小等）,提出了一种超宽带穿墙探测雷达的BP成像算法。该算法考虑了超宽带电磁波穿透墙体传播的特性,能够去除墙体对成像的影响,并有效抑制了天线阵天线数目较少时的拖尾现象。通过仿真成像,分析了舍成孔径长度对可成像区域和成像精度的影响：合成孔径长度增加,成像精度提高,而可成像区域减小。     

基于互相关的探地雷达反向投影成像算法

该文基于探地雷达(Ground Penetrating Radar, GPR)回波数据之间的互相关性,提出了一种用于抑制GPR成像中杂波干扰的反向投影(Back Projection, BP)成像算法。与标准BP算法相比,该文的互相关反向投影(Cross-correlated Back Projection, CBP)算法增加了数据间互相关运算的步骤,而且无需引入额外的参考信号通道。理论分析和实验结果均表明,CBP算法不仅抑制了标准BP算法成像结果中的杂波干扰,而且在一定程度上提高了成像分辨率。     

分层媒质中探溅浅二维目标的新方法

本文提出利用时域散射信息对埋于分层媒质中的无耗二维电磁目标进行微波成像的新方法－时域变分迭代法（ＴＶＩＭ）。这是一种基于电磁体等效原理、变分原理和傅立叶变换的迭代方法。我们列举一些典型的反演实例，并与有关文献结果作了比较，考察ＴＶＩＭ的收敛性能、反演复杂目标能力、抗随机噪声等反演性能，并从理论上简要分析形成ＴＶＩＭ良好反演性能的原因。     

强散射随机介质中吸收物体的成像

以宽带连续光为光源对隐藏在强散射随机介质中的吸收物体成像进行了实验研究，用一种新的图像处理方法恢复了被散射光所淹没的吸收物体的像。由于人体组织为光的强散射介质，因此该研究在医学成像中有很大的潜在应用价值。     

基于NUFFT的机载探地雷达后向投影成像算法

由于后向投影算法可以精确补偿电磁波在介质表面发生的折射效应,因此它在机载探地雷达成像技术领域具有较强的工程实用价值。但传统后向投影成像算法存在计算量大难以实时实现的问题,针对上述问题,文中提出一种基于非均匀快速傅里叶变换(NUFFT)技术的机载探地雷达快速后向投影成像算法。通过对基于时域有限差分法产生的仿真数据进行处理,验证了所提成像算法的有效性和快速运算能力。     

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。     

大斜视成像的目标谱分析及成像算法

雷达成像应用中会面临大斜视成像问题。大斜视情况下,目标回波信号谱在谱域中发生偏移,造成在有限的谱支持域中发生翻折和混叠,使得图像不能准确聚焦。通过斜视角计算偏移量,可恢复实际目标谱,进而采用距离徙动算法实现成像。该文通过分析大斜视下的信号谱及目标谱特性,详细说明了采样率和混叠的关系,并确定了距离徙动算法中的插值格点,减少了不必要的插值运算和插值误差,提升了成像处理效率。由于采用了谱域处理方法,未对距离方程进行近似,因此适用于处理远场与近场成像问题。仿真分析表明:文中所述处理方法可以有效完成近场大斜视情况下的精确聚焦成像,算法适用性广,且可实现快速处理。     

高分辨率星载聚束式SAR的 Deramp Chirp Scaling成像算法

基于两步处理算法和Chirp Scaling算法,提出一种适用于高分辨星载聚束式合成孔径雷达(SAR)的Deramp Chirp Scaling(DCS)算法.该算法结合了谱分析(SPECAN)算法和Chirp Scaling算法的优点,算法先采用具有固定多普勒调频率的deramp处理实现方位的粗聚焦,消除了星载聚束式SAR特有的方位频谱混迭现象,然后应用Chirp Scaling原理实现距离的精确聚焦,并补偿deramp处理引起的方位相位误差,实现方位精聚焦.基于斜视等效距离模型,该模型更好地拟合了星载聚束式SAR的空间几何关系,推导了DCS算法,给出了实现步骤,整个算法无需任何插值操作,只需复乘和FFT即可完成.该算法适用于宽测绘带高分辨率星载聚束式SAR的精确成像处理.最后,通过计算机仿真,验证了算法的有效性.     

脉冲探地雷达的快速BP算法

基于脉冲探地雷达的后向投影（back-projection,BP）成像算法在处理大宗数据时由于运算量大而使得计算效率较低。文中在传统BP算法的基础上提出了一种快速后向投影（fast back-projection,FBP）成像算法,并以单个点目标和多个点目标的成像为例,将该算法应用于脉冲探地雷达的成像,其计算效率较传统的BP算法有显著提高,而且理论推导和仿真结果均表明,FBP算法的成像质量与传统BP算法相近,从而得出了FBP算法的优越性。     

一种提升汽车雷达方位角分辨率的成像处理方法

针对汽车雷达方位角分辨率受方位向天线长度限制的问题,该文提出一种基于多波束实孔径雷达图像融合来提升汽车雷达方位角分辨率的成像方法。该方法首先利用相控阵天线波束电扫描来获取前视实孔径雷达图像,然后根据汽车雷达成像几何关系通过多张多角度实孔径雷达图像相参累加来提升雷达方位角分辨率。计算机仿真结果验证了该方法在提升汽车雷达方位角分辨率的有效性。

     

探地雷达近场三维距离偏移成像算法

在距离偏移算法基础上提出了近场条件下的探地雷达三维成像方法,同时对后向投影钟法进行了讨论。理论分析表明：近场三维距离偏移算法与后向投影算法相比,能在较大程度上减少运算量。利用试验数据对两种算法分别做了成像研究,验证了近场三维距离偏移箅法的正确性及其实时处理能力。