基于边缘强度映射的SAR图像等效视数非监督估计方法

该文结合边缘强度映射(Edge Strength Map, ESM)对SAR图像等效视数(Equivalent Number of Looks, ENL),提出一种自适应非监督估计方法。该方法先利用各向异性高斯核平行窗通过比率运算生成ESM,进而在简单的图像分块处理基础上,利用一种有效的非监督估计方法分别估计各分块图像在比率ESM下的区域阈值,并由各分块图像的阈值化ESM操作完成对SAR图像的区域划分,然后对非边缘区域中的所有像素在ESM的两次约束下,通过施加大尺度不规则窗完成局部ENL估计,最后通过直方图统计方法从局部ENL中获得全局ENL估计。实验表明：该文方法可有效克服传统空域估计方法ENL估计值受局域统计方法选择影响大的不足,同时也可避免基于统计模型的估计方法需要相干斑先验信息且对抑斑后SAR图像估计失效的弊端。     

稀疏条件下基于散射点估计的SAR切片超分辨重建

从合成孔径雷达(SAR)成像模型出发,在稀疏条件下,该文结合散射中心理论,从低分辨率图像中估计高分辨率图像的散射点参数,用若干sinc函数对感兴趣目标区(ROI)进行重建并抑制旁瓣,获得超分辨ROI切片。基于非线性最小二乘(NLS)估计给出了该超分辨重建问题的迭代求解算法,并以TerraSAR-X数据进行仿真验证,仿真结果表明,该文所提方法相比双立方插值和1范数正则化方法能够获得更高的空间分辨率与目标杂波比(TCR)。后续分析表明,散射点参数的估计精度受到信噪比和sinc函数重建3 dB带宽共同影响,重建3 dB带宽越大对噪声的鲁棒性越强。     

多天线干扰机对抗InSAR双通道干扰对消的研究

干扰机运动能给双通道干扰对消带来困难,但连续运动的干扰机只在一定范围内有较好的干扰效果。旋转干扰机具有运动的重复性,该文分析了旋转运动的干扰机对InSAR双通道干扰对消的影响,针对旋臂过长不易实现的问题,提出用分布式的多干扰发射天线通过分时发射模拟旋转干扰机的方法,仿真结果证明了该方法的有效性。     

一种俯冲段子孔径SAR大斜视成像及几何校正方法

俯冲合成孔径雷达(SAR)成像由于垂直向下速度的存在,使得沿水平飞行方向不再满足平移不变性,导致常规全孔径成像算法无法直接运用于俯冲段的大斜视子孔径成像。针对这些问题,该文基于俯冲等效平飞模型以及子孔径成像特性提出一种俯冲段子孔径SAR大斜视成像算法 频域相位滤波算法(FPFA)。其创新思想是通过方位频域引入滤波因子校正方位空变。由于俯冲等效平飞模型会造成成像平面的旋转,引起较大的图像畸变,为了解决该问题,该文进一步提出一种基于反向投影的快速几何校正方法,得到近似无畸变或畸变较小的地距图像。仿真和实测数据处理验证该文成像方法和几何校正方法的有效性。     

基于谱逼近的瞬态极化雷达最优波形设计

针对瞬态极化雷达(IPR)两路极化波形相关度较高而导致的目标极化参数估计误差大的问题,该文提出纯相位谱逼近算法(POSAA)来设计具有低相关水平的波形对。首先,以积分旁瓣电平准则构建目标函数;然后利用相关与谱的傅里叶变换对关系,基于谱逼近的思想,推导了目标函数的频域表示;最后获得目标函数的梯度和Hess矩阵,并采用信赖域方法优化求解目标函数以获得理想波形。仿真结果表明优化后的波形对具有极低的相关水平,且利用该优化波形获得的目标参数误差远小于当前常见波形。     

一种改进的极化敏感阵列解相干算法

在相干信号源情形下,常用的极化敏感阵列信号处理方法(如参数估计、波束形成等)会出现性能下降甚至失效的现象。该文在极化平滑算法的基础上提出一种改进的解相干算法,通过对各子相关矩阵选择适当的加权系数,使平滑之后的相关矩阵具有Toeplitz的形式,进而消除信号之间的相干性。该文推导了最优加权系数的表达式及最大解相干信号个数,并利用加权平滑之后的相关矩阵完成了参数估计和波束形成。计算机仿真结果表明改进的方法具有比常规极化平滑算法更优越的性能,且适用于非均匀噪声和相干噪声的情况。     

一种基于Deramp处理的空时自适应处理方法

在多通道合成孔径雷达动目标检测(SAR-GMTI)系统中,直接利用传统的后多普勒空时自适应处理(PD-STAP)技术进行杂波抑制会导致3个问题。第一,由于动目标径向速度引起的多普勒偏移会导致动目标出现谱卷绕,直接利用匹配滤波的方法对动目标聚焦会出现虚假目标。第二,在信号下采样的情况下,动目标聚焦位置会出现脉冲重复频率(PRF)的偏差,从而导致一个动目标可能出现在多个位置,使得动目标检测变得复杂。第三,利用传统的PD-STAP技术进行杂波抑制会导致很大的计算复杂性。基于此,该文提出一种基于Deramp处理的空时自适应处理方法进行杂波抑制处理,可以有效解决上述问题。该文最后通过仿真实验验证了该方法的有效性。     

一种新的基于极坐标格式的快速后向投影算法

快速分级后向投影算法(Fast Factorized Back-Projection Algorithm, FFBPA)研究了BPA中的冗余计算,通过子孔径划分,在极坐标系下将信号逐级相干积累成像,该方法避免了BPA中每个图像点的重复性全孔径搜索过程,大幅减少了计算量。然而多级插值操作加剧了误差积累,减少分级次数又影响算法效率。为解决这一矛盾,该文结合极坐标格式算法(PFA)提出了一种新的多级迭代快速BP成像算法,并将算法拓展应用到曲线轨道,多模式SAR中。分析表明,该文方法与FFBPA相比更高效。最后通过该文算法与FFBPA的星载0.1 m超高分辨率聚束SAR成像进行仿真实验对比,验证了该方法的优越性。     

快速分解后向投影SAR成像的自聚焦算法研究

SAR图像的自聚焦处理依赖图像域与距离压缩相位历程域之间的傅里叶变换对(Fourier Transform Pairs, FTP)关系。与频域算法不同,时域算法下的这种FTP关系不仅复杂,且难以获取。为了兼顾图像快速重建和自聚焦处理,该文首先对快速分解后向投影(Fast Factorized Back-Projection, FFBP)算法进行必要的改进和适当的优化处理,提出了IFFBP(Improved FFBP, IFFBP)算法,为自聚焦算法的使用奠定了基础。其次,针对数据处理的实际需求,该文提出了一种结合中等精度惯导粗补偿、嵌套相位梯度自聚焦(Phase Gradient Autofocus, PGA)精补偿的IFFBP算法处理流程。最后,通过仿真实验和实测数据处理验证该文方法的有效性。     

利用多干扰机对抗SAR双通道干扰对消技术的研究

双通道合成孔径雷达(SAR)和单航过的干涉合成孔径雷达(InSAR)有很强的抗干扰能力,固定的单站有源干扰机所发射的干扰信号到两通道的相位差是缓变的,可以被用来做干扰对消。该文提出利用双(多)干扰机对抗双通道干扰对消的方法,分析了双通道对消原理和双干扰机的信号特点,给出了双干扰机的干涉相位条件,讨论了干扰机干涉相位的估计方法。理论分析和仿真实验表明,该方法能有效减弱双通道雷达的抗干扰能力。