基于中频采样的星载合成孔径雷达的数据处理

研究了基于中频采样的星载合成孔径雷达(synthetic aperture RADAR, SAR)数据处理技术及其FPGA实现. 常规星载SAR系统对模拟解调后的视频数据进行采样,然后对数据进行压缩和格式化处理并下传. 采用中频采样技术实现星载SAR数据的正交解调和处理,对数字正交解调算法和合成孔径雷达BAQ压缩算法进行分析,完成FPGA的硬件设计和仿真. 结果表明,基于FPGA实现星载SAR中频采样的数据处理方法可行. 与传统模拟方法相比,中频采样系统性能和可靠性都有提高,是未来星载SAR数据处理的发展趋势.     

星载SAR回波中频采样后直接BAQ的设计

提出了一种星载合成孔径雷达(SAR)回波中频采样后直接分块自适应量化(BAQ)的设计.从理论上证明了中频BAQ的可行性.与中频回波数字下变频后再BAQ的典型结构相比,该设计将数字下变频放到地面进行,简化了电路结构,节省了硬件资源.采用免混频结构时,仿真结果表明:下传数据率相同的情况下两者的性能接近,新方案所耗费的硬件资源不到前者的1/3.     

合成孔径雷达散射波干扰模型

由于缺少SAR散射波干扰真实数据,建立了SAR散射波干扰的物理模型,分析了地面散射点的分布特征,给出了仿真结果.结果表明,对于极度粗糙地表和中等粗糙地表,散射波干扰充斥于SAR的整个波束,不能采用空间滤波的方式进行干扰抑制;对于中等粗糙地表,增加快时间采样点数,可以增加相关散射点的数量,因此可以用空间-快时间自适应滤波的方法提高干扰抑制性能.     

机载SAR图像无控制点直接定位方法

提出一种机载合成孔径雷达(SAR)图像无控制点定位方法.该方法利用SAR图像辅助数据中的相关参数,依据大地坐标系其中一点的地理坐标以及两点之间的距离-方位关系进行直接的大地主题解算,将SAR图像定位问题转换为大地主题解算问题,实现直接定位.对影响定位精度的系统误差因素进行仿真分析.利用实际的机载SAR数据进行目标定位实验,结果验证了该方法的有效性.     

斜视滑动聚束SAR成像的ECS算法

建立典型滑动聚束SAR(合成孔径雷达)斜视成像模型.在考虑不同方位目标回波信号多普勒空变性的情况下,详细分析两步算法方位滤波恢复滑动聚束SAR方位欠采样信号的原理.对结合两步算法和传统CS算法的ECS算法进行了在斜视成像模型下的修正.针对滑动聚束工作模式的特点,讨论其中关键处理参数的选择问题,给出算法的处理流程.最后,用计算机仿真实验验证了方法的有效性.     

基于波束形成原理的SAR三维成像算法

合成孔径雷达(SAR)三维成像能解决SAR二维成像中的叠掩、顶底倒置等几何失真问题,在军事侦察、灾害预测、资源调查和地形融合等领域具有广阔的应用前景.本文基于波束形成原理开展了SAR三维成像方法研究,通过在航迹向及跨航向上同时进行数字波束合成,实现对观测目标的三维分辨成像,分析了距离近似条件对三维成像处理的影响并验证其正确性,通过仿真实验数据验证了本文模型及算法的有效性及正确性.     

干涉SAR图像数据压缩

研究干涉SAR图像数据压缩问题,提出将干涉SAR的数据压缩转化为一个幅度图像的压缩和一个干涉相位图的压缩. 设计机上信号处理流程,给出基于DCT和DWT的2种机上数据压缩方法,并对其数据压缩性能进行分析. 针对相干斑对干涉相位影响较大的问题,在对干涉相位图进行压缩前,插入回转中值滤波. 不同信噪比下干涉SAR仿真数据和实际数据的处理结果,表明了本文方法的有效性.     

基于FPGA多带宽合成孔径雷达系统的数字接收技术

针对传统多带宽合成孔径雷达系统需要多个滤波器和多种采样时钟等问题,提出一种新的数字处理方法,并详细介绍了算法方案、仿真结果和基于现场可编程门阵列(FPGA)的算法实现.该方法仅需一个最高频率的采样时钟获取离散化数据,通过对数据的插值得到其他较低时钟频率的数据,而对不同带宽信号的滤波由数字滤波器来实现.这种方法简化了系统设计,提高了系统可靠性.     

非线性系统的采样控制设计方法综述

该文分析了非线性系统知识,总结了非线性采样控制器设计方法,进一步探索了连续时间设计、离散时间设计和数据采样设计的相关方法.     

条带模式、聚束模式和滑动聚束模式的比较

条带模式、聚束模式和滑动聚束模式是SAR的3种工作模式.系统地论证了3种成像模式的区别,包括在成像几何模型、方位向频率历程、距离徙动、天线扫描速度及方位向测绘带宽度、方位分辨率和回波方程等方面的区别,并通过对3种模式回波的模拟,进一步阐述了三者之间的区别.通过对条带SAR、聚束SAR和滑动聚束SAR的比较,可以看出条带SAR和聚束SAR都是滑动聚束SAR的特例.     

毫米波MIMO系统中基于射频链路选择的高能效混合预编码设计

为减少射频链路开销的同时满足系统高容量需求,提出使用有限射频链路的毫米波混合数模预编码,以实现硬件成本和系统性能的折中。在多用户毫米波MIMO系统下,首次提出基于射频链路选择的高能效混合预编码算法。首先利用预设的模拟预编码码本将原三元耦合变量联合优化问题转变为稀疏数字预编码优化问题。由于问题非凸非线性,接着利用顺序凸近似与分数规划理论,设计一种迭代求解算法。仿真结果表明所提算法在能效上十分逼近于穷举法并显著优于其他算法。     

传感网式罗经航向数字复示与方位测量系统设计

为降低能耗及制造成本,提高便携性和驾驶台集成度,通过对船用陀螺罗经信号转化、IEC61162(船用仪器数字接口IEC标准)和角位移数字测量方法的研究,提出利用陀螺罗经数字输出与以角度传感器为基础的数字化舷角测量终端相结合的航向复示与方位测量系统.该系统给出利用串口通信采集罗经航向数据的方法,滑阻式角度传感器数据输出方法,航向及电子方位线虚拟仪表设计方法、误差补偿与标定方法以及数据有线及无线网络共享方法.样机实测结果与传统机电分罗经测量结果比对,精度高于直接测读结果;该方案对数字化罗经工程实现具有一定的参考价值.     

基于低采样率数字去斜的合成孔径激光雷达成像处理

将低采样率数字去斜技术用于合成孔径激光雷达（SAL）,大幅度降低了系统的AD采样率.在此基础上,分析线性调频连续波（LFMCW）体制SAL系统的信号采样和成像处理问题.为降低回波延时误差带来的影响,给出一种延时估计方法.该方法通过截取单个扫频周期信号的回波进行去斜脉压,得到场景对应的延时;针对线性调频（LFM）信号的非线性失真,使用剩余视频相位（RVP）滤波法进行信号校正,保证去斜脉压质量.仿真实验验证了将低采样率数字去斜应用于SAL的可行性.     

一种基于相位扫描的机载SAR运动补偿算法及实现

机载SAR采用相控阵天线是一个重要发展方向,而运动补偿系统对机载SAR系统至关重要.本文采用坐标映射的方法将大地坐标系下的预定波束指向映射到天线平台坐标系下,并转换为天线阵元的相位偏移,完成波束控制,实现了机载SAR的运动补偿.在基于DSP和FPGA的硬件平台上实现了该算法.初步实验结果验证了软、硬件的正确性.     

基于AdaBoost改进随机森林和SVM的 极化SAR地物分类

为提升极化合成孔径雷达(SAR)地物分类精度,提出一种基于AdaBoost改进型随机森林和支持向量机(SVM)结合的二级分类结构。首先将AdaBoost改进型随机森林作为初级分类器,该分类器能根据决策树的分类能力赋予权重,分类能力越强则权重越高,从而提升初级分类精度。初级分类器还能评估输入特征的重要性,获得重要性排名。根据重要性排名进行特征筛选,用筛选后的特征训练SVM分类器,获取二级分类结果。最后利用邻域投票法将两级分类结果融合。AIRSAR极化数据对比实验表明,该分类结构可有效提升极化SAR地物分类精度。     

基于PCI和FPGA的InSAR基线测量实时采集系统

针对双天线干涉SAR基线测量系统数据量大、实时性要求高和体积小的特点,设计并实现了一种基于FPGA+PCI的实时数据采集存储系统.系统基于PCI总线技术,采用FPGA和大容量SDRAM对采集数据进行控制和缓存,利用多个硬盘组成的磁盘阵列进行实时存储,实现了CCD相机和激光测距仪与PCI总线间的高速数据实时传输.对系统进行了功能和性能测试,测试结果表明,系统数据吞吐量大,实时性强,性能稳定,能够有效地满足基线测量系统的需求.