Target micromotion not only plays an important role in target recognition but also leads to esoteric characteristics in synthetic aperture radar (SAR) imaging. This paper finds out an interesting phenomenon, i.e. th...Target micromotion not only plays an important role in target recognition but also leads to esoteric characteristics in synthetic aperture radar (SAR) imaging. This paper finds out an interesting phenomenon, i.e. the angular extent effect, in micro-motion target images formulated by the polar format algorithm. A micromotion target takes on multiple pairs of paired echoes (PEs) around the true point, and each PE extends for an angle which is exactly equal to the angular extent of the synthetic aperture, regardless of the micromotion frequency. The effect is derived and interpreted by using the characteristics of Bessel functions. Then it is demonstrated by simulation experiments of a target with different micromotion frequencies. The revelation and interpretation of the effect is highly beneficial to micromotion-target SAR image understanding as wel as target recognition.展开更多
针对低空聚束合成孔径雷达在复杂电磁环境下抗干扰能力不足的问题,提出一种基于脉间捷变频的快速极坐标格式算法(polar format algorithm,PFA)。首先,构建捷变频信号的波数域空变相位误差模型,揭示传统PFA失效机理。其次,提出多域联合...针对低空聚束合成孔径雷达在复杂电磁环境下抗干扰能力不足的问题,提出一种基于脉间捷变频的快速极坐标格式算法(polar format algorithm,PFA)。首先,构建捷变频信号的波数域空变相位误差模型,揭示传统PFA失效机理。其次,提出多域联合补偿策略:在时域利用距离轴-载频联合补偿矩阵实现距离向主瓣完全相位补偿,抑制空变误差对旁瓣的耦合效应;在波数域设计自适应频谱恢复函数,消除捷变频导致的方位频谱偏移与泄露。仿真结果表明,所提算法在保留PFA计算效率与运动适应性的基础上,点目标峰值旁瓣比与积分旁瓣比与固定载频PFA相比分别提升13.85 dB与14.26 dB,且抗干扰模式下虚假目标幅值衰减至真实目标的3.03%。所提算法计算量与固定载频PFA几乎相当,处理耗时仅增加12.20%。表明所提算法可为低空无人机载合成孔径雷达平台提供兼具高分辨实时成像与强抗干扰能力的解决方案。展开更多
为了应对车载毫米波雷达大斜视成像困难的问题,本文提出一种改进的极坐标格式算法(Polar Format Algorithm,PFA)对条带车载毫米波雷达斜视回波进行基于子孔径拼接的成像。该算法从条带数据与聚束数据的特点出发,将全孔径回波划分为子孔...为了应对车载毫米波雷达大斜视成像困难的问题,本文提出一种改进的极坐标格式算法(Polar Format Algorithm,PFA)对条带车载毫米波雷达斜视回波进行基于子孔径拼接的成像。该算法从条带数据与聚束数据的特点出发,将全孔径回波划分为子孔径,利用PFA处理子孔径数据。由于PFA存在波前弯曲误差,子图像不能直接拼接,因此对每一幅子图像进行几何失真校正。同时,以重叠子孔径的划分方式保证成像结果的高分辨率。最后截取子图像进行拼接得到条带SAR成像结果。所提方法解决了车载毫米波雷达大斜视情况下两维耦合严重的问题。通过对点目标和实测数据的仿真与分析验证了所提方法的有效性。展开更多
极坐标格式算法(Polar Format Algorithm,PFA)通常应用于正侧视聚束SAR成像,当PFA应用斜视聚束时,传统沿视线插值(Line Of Sight Interpolation,LOSI)PFA方法会导致方位频谱非等间隔采样。该文针对上述问题提出一种新的方位频谱插值方法...极坐标格式算法(Polar Format Algorithm,PFA)通常应用于正侧视聚束SAR成像,当PFA应用斜视聚束时,传统沿视线插值(Line Of Sight Interpolation,LOSI)PFA方法会导致方位频谱非等间隔采样。该文针对上述问题提出一种新的方位频谱插值方法,根据斜视聚束的几何模型可以得到方位频谱精确的插值形式,从而实现对方位频谱等间隔重采样。在获得了均匀的频谱后进行2维逆傅里叶变换,便可以得到大范围的斜视聚束场景。为了验证该文算法的有效性,进行了实验仿真及实测数据验证,该方法与传统插值的方法进行比较,能够增大斜视聚束场景范围。展开更多
基金supported by the National Natural Science Foundationof China(6130214861101182)
摘要Target micromotion not only plays an important role in target recognition but also leads to esoteric characteristics in synthetic aperture radar (SAR) imaging. This paper finds out an interesting phenomenon, i.e. the angular extent effect, in micro-motion target images formulated by the polar format algorithm. A micromotion target takes on multiple pairs of paired echoes (PEs) around the true point, and each PE extends for an angle which is exactly equal to the angular extent of the synthetic aperture, regardless of the micromotion frequency. The effect is derived and interpreted by using the characteristics of Bessel functions. Then it is demonstrated by simulation experiments of a target with different micromotion frequencies. The revelation and interpretation of the effect is highly beneficial to micromotion-target SAR image understanding as wel as target recognition.
摘要针对低空聚束合成孔径雷达在复杂电磁环境下抗干扰能力不足的问题,提出一种基于脉间捷变频的快速极坐标格式算法(polar format algorithm,PFA)。首先,构建捷变频信号的波数域空变相位误差模型,揭示传统PFA失效机理。其次,提出多域联合补偿策略:在时域利用距离轴-载频联合补偿矩阵实现距离向主瓣完全相位补偿,抑制空变误差对旁瓣的耦合效应;在波数域设计自适应频谱恢复函数,消除捷变频导致的方位频谱偏移与泄露。仿真结果表明,所提算法在保留PFA计算效率与运动适应性的基础上,点目标峰值旁瓣比与积分旁瓣比与固定载频PFA相比分别提升13.85 dB与14.26 dB,且抗干扰模式下虚假目标幅值衰减至真实目标的3.03%。所提算法计算量与固定载频PFA几乎相当,处理耗时仅增加12.20%。表明所提算法可为低空无人机载合成孔径雷达平台提供兼具高分辨实时成像与强抗干扰能力的解决方案。
摘要前视合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)在舰船成像方面展现出了巨大潜力,特别是在SAR导引头的应用上,弹载雷达通常在末制导阶段要求雷达正对着舰船运动,以实现精准打击。针对前视条件下传统SAR成像方法所面临的挑战,本文提出了一种基于极坐标格式算法(Polar Format Algorithm,PFA)的前视SAR舰船目标立面成像方法。该方法巧妙利用了舰船的三维特性,即使雷达工作在前视模式下,虽然在方位向上无法有效分辨目标,但在俯仰向上仍然存在多普勒频率的变化,因此可以在距离向和俯仰向上实现对舰船的二维高分辨率成像。此外,这种成像方法能够提供更为直观的舰船立面图像,这对于识别舰船类型、判断潜在威胁以及对其进行精准打击具有重大意义。最后,通过仿真实验对该方法进行了验证,利用PFA获得了清晰的舰船立面图像。
摘要为了应对车载毫米波雷达大斜视成像困难的问题,本文提出一种改进的极坐标格式算法(Polar Format Algorithm,PFA)对条带车载毫米波雷达斜视回波进行基于子孔径拼接的成像。该算法从条带数据与聚束数据的特点出发,将全孔径回波划分为子孔径,利用PFA处理子孔径数据。由于PFA存在波前弯曲误差,子图像不能直接拼接,因此对每一幅子图像进行几何失真校正。同时,以重叠子孔径的划分方式保证成像结果的高分辨率。最后截取子图像进行拼接得到条带SAR成像结果。所提方法解决了车载毫米波雷达大斜视情况下两维耦合严重的问题。通过对点目标和实测数据的仿真与分析验证了所提方法的有效性。
摘要极坐标格式算法(Polar Format Algorithm,PFA)通常应用于正侧视聚束SAR成像,当PFA应用斜视聚束时,传统沿视线插值(Line Of Sight Interpolation,LOSI)PFA方法会导致方位频谱非等间隔采样。该文针对上述问题提出一种新的方位频谱插值方法,根据斜视聚束的几何模型可以得到方位频谱精确的插值形式,从而实现对方位频谱等间隔重采样。在获得了均匀的频谱后进行2维逆傅里叶变换,便可以得到大范围的斜视聚束场景。为了验证该文算法的有效性,进行了实验仿真及实测数据验证,该方法与传统插值的方法进行比较,能够增大斜视聚束场景范围。