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。     

超宽带雷达人体行为感知研究进展

超宽带 (UWB) 雷达人体行为感知主要研究如何利用人体目标电磁散射回波对位置、行为、意图等进行判别,是光学感知手段的有益补充,应对无光照、地物遮挡、非视距等情况下的应用场合。该文将超宽带雷达人体行为感知研究方法分成基于空间位置和基于微动特征两类技术。在介绍这类技术基本原理的基础上,对比分析了国内外代表性工作的能力现状。最后对超宽带雷达人体行为感知领域的后续重点研究方向进行了展望。     

基于综合时频分析的机动目标ISAR成像

传统的ISAR距离-多普勒成像算法基于目标平稳飞行假设。当目标作机动飞行时,转速和转轴经常是时变的,若用传统方法成像,会使图像模糊,甚至无法辨识。这时需要分距离单元进行时频分析,得到距离-瞬时多普勒图像。文中提出的综合平滑伪魏格纳分布克服了平滑伪魏格纳分布不能在时频分辨率和抑制交叉项两方面同时达到较好的缺点。最后以旁瓣电平、交叉项干扰抑制、方位分辨率损失等指标定量分析了两者的性能。仿真结果证实了文中方法在对机动目标成像中的优越性。     

基于插值DFT的正弦信号高精度参数估计方法

采用传统的DFT对正弦信号进行参数估计，估计精度会因频谱泄漏而降低。本文分析了基于插值DFT的对单分量正弦信号参数的精确估计方法。仿真试验表明，采用该方法估计单分量正弦信号参数时为近似无偏估计，估计误差方差接近Crammer-Rao界。在此基础上本文提出了对多分量正弦信号参数进行精确估计的插值DFT方法，该方法能很好地抑制噪声和分量信号间的旁瓣干扰，当各分量信号间不发生主瓣重叠时为近似无偏估计，估计误差方差接近Crammer-Rao界。     

UWB SAR非均匀区域目标检测方法

在超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)图像目标检测中不仅会遇到均匀杂波区域，还会遇到叶簇区域、空旷区域及干扰目标等组成的非均匀杂波区域。恒虚警率(CFAR)目标检测是雷达目标检测的重要方法，而传统的CFAR检测对UWB SAR非均匀杂波区域目标检测效果较差。首先分析了叶簇区域、空旷区域及二者混合区域的杂波分布。然后针对UWB SAR的实际情况，运用智能索引变量的CFAR检测技术(VI—CFAR)，使得均匀杂波和非均匀杂波背景中目标检测都取得了较好的效果。最后，利用实际UWB SAR目标检测结果验证了VI—CFAR的有效性。     

SAR图像二维旁瓣自适应抑制技术

在分析SAR图像二维旁瓣特性的基础上,提出了二维可分离自适应旁瓣抑制(ASR)方法,其原理是沿着旁瓣出现的方向进行抑制.该方法能够有效抑制超宽带SAR图像中的非正交旁瓣和斜视SAR图像中的旋转旁瓣.本文所提的二维可分离ASR的旁瓣抑制性能略优于传统的二维联合ASR的性能,且算法效率更高.仿真和实际数据处理结果验证了本文的结论.     

车载前视GPSAR浅地表杂波特性分析

车载前视地表穿透合成孔径雷达(GPSAR)能够穿透地表获得浅埋目标图像,可用于较大面积区域的快速探测.目前制约GPSAR浅埋目标检测实用化的主要障碍是探测环境复杂而带来的虚警过高.而对GPSAR浅地表杂波特性分析是指导检测器设计进而提高检测性能的前提.文中针对车载前视GPSAR图像杂波局部与整体统计特性不一致的情况,给出一种基于多维概率密度函数的GPSAR图像浅地表杂波特性分析方法.该方法揭示了局部图像与整体图像的浅地表杂波特性的区别与联系.可从理论上解释车载前视GPSAR图像浅地表杂波的实际统计结果,为指导检测器设计和提高浅埋目标检测性能奠定了基础.     

前视成像雷达图像序列配准算法研究

为解决前视阵列成像雷达中图像序列的配准问题,该文将前视阵列雷达的成像原理与Hausdorff距离有机结合,提出一种图像序列配准方法。该方法基于传感器信息、图像分辨率校正和回波域Hausdorff距离,首先利用传感器信息估计出图像间的距离向偏移,在此基础上修正天线孔径长度并校正序列图像分辨率。为解决地雷目标各向同性造成的角度估计困难,使用Hausdorff距离对序列图像实施配准。结合前视阵列雷达的成像原理,将Hausdorff距离从图像域映射到回波域,实现分辨率校正与配准的统一,提高配准速度和精度。通过实测数据验证,该方法适用于前视阵列成像雷达,能够提高图像序列配准精度,改善系统检测率。     

一种基于多标定体融合的超宽带虚拟孔径雷达系统校正方法

系统校正技术是影响超宽带(Ultra Wide Band, UWB)虚拟孔径雷达(Virtual Aperture Radar, VAR)对浅埋弱小目标穿地探测效果的重要因素,系统的超宽带特性及多通道不一致性使得常规高频窄带雷达基于单一标定体的校正方法不再适用,该文在对系统误差、标定体及地雷电磁特性分析的基础上,提出了多标定体-分频段融合的多通道校正方法,利用多个标定体对不同频段分别校正,该方法有效地校正了系统误差,提高了成像质量,实测数据验证了方法的有效性。