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太赫兹极高分辨力雷达成像试验研究 被引量:40
1
作者 蔡英武 杨陈 +8 位作者 曾耿华 黄祥 王成 江舸 李如忠 陶荣辉 张健 周传明 姚军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期7-9,共3页
给出了一种载频0.14 THz、带宽5 GHz的极高分辨力太赫兹雷达成像系统样机。系统采用Ka波段毫米波信号二倍频后作为样机收发链路的谐波混频本振,以线性调频连续波信号作为发射信号,接收时采用去斜接收。利用该太赫兹雷达进行了成像试验... 给出了一种载频0.14 THz、带宽5 GHz的极高分辨力太赫兹雷达成像系统样机。系统采用Ka波段毫米波信号二倍频后作为样机收发链路的谐波混频本振,以线性调频连续波信号作为发射信号,接收时采用去斜接收。利用该太赫兹雷达进行了成像试验并得到了1维距离像与逆合成孔径雷达(ISAR)成像结果。结果表明,THz雷达样机实现了3 cm的高分辨力,其ISAR像清晰,反映了目标的细微特征。 展开更多
关键词 太赫兹 宽带雷达 极高分辨力 ISAR成像
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ISAR成像系统与技术发展综述 被引量:25
2
作者 周万幸 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2012年第9期1-7,共7页
高分辨率雷达可以对非合作目标进行远距离二维成像,其在战略防御、反卫星、战术武器以及雷达天文学等方面都有重要的应用价值。文中首先介绍了国外典型的地基雷达、舰载雷达、机载雷达成像系统,接着阐述了各种逆合成孔径雷达(ISAR)运动... 高分辨率雷达可以对非合作目标进行远距离二维成像,其在战略防御、反卫星、战术武器以及雷达天文学等方面都有重要的应用价值。文中首先介绍了国外典型的地基雷达、舰载雷达、机载雷达成像系统,接着阐述了各种逆合成孔径雷达(ISAR)运动补偿、成像技术以及不同ISAR成像技术的应用范围和发展现状。最后对雷达成像技术发展中应进一步研究的问题进行了展望。 展开更多
关键词 雷达 运动补偿 ISAR成像
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0.14THz高分辨力成像雷达信号处理 被引量:12
3
作者 成彬彬 江舸 +1 位作者 杨陈 蔡英武 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1577-1581,共5页
为适应0.14THz超高分辨雷达实时成像的需求,开发了基于CPU+GPU+FPGA的硬件架构和成像处理算法,算法以距离-多普勒为原型,引入L类维格纳分布变换提高横向分辨力,用Keystone变换方法对越距离单元徙动进行校正,并开发了系统非线性补偿算法... 为适应0.14THz超高分辨雷达实时成像的需求,开发了基于CPU+GPU+FPGA的硬件架构和成像处理算法,算法以距离-多普勒为原型,引入L类维格纳分布变换提高横向分辨力,用Keystone变换方法对越距离单元徙动进行校正,并开发了系统非线性补偿算法。在载频0.14THz、带宽5GHz雷达样机上进行了逆合成孔径雷达成像试验,获得了3cm×3cm的成像分辨力和实时成像能力,验证了信号处理方法的有效性。 展开更多
关键词 太赫兹雷达 高分辨力 逆合成孔径雷达成像 非线性补偿
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一种匀加速空间目标高分辨距离像补偿算法 被引量:8
4
作者 刘红超 纠博 +1 位作者 刘宏伟 保铮 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期81-86,共6页
提出了基于立方相位函数参数估计的空间目标运动补偿方法,并推导得到了速度和加速度估计的克拉美-罗界,对该算法的估计性能进行了对比和分析.仿真表明,该方法可以在较低信噪比下实现速度和加速度的估计以及高分辨一维距离像的运动补偿,... 提出了基于立方相位函数参数估计的空间目标运动补偿方法,并推导得到了速度和加速度估计的克拉美-罗界,对该算法的估计性能进行了对比和分析.仿真表明,该方法可以在较低信噪比下实现速度和加速度的估计以及高分辨一维距离像的运动补偿,更有利于后续的ISAR成像和目标识别. 展开更多
关键词 立方相位函数 高分辨距离像 ISAR成像 运动补偿 克拉美-罗界
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高速自旋目标ISAR成像的代数重构方法 被引量:7
5
作者 华煜明 赵华 郭军海 《雷达科学与技术》 北大核心 2016年第2期134-139,145,共7页
逆合成孔径雷达(ISAR)成像是目标识别的重要手段之一,而飞机螺旋桨和导弹等目标存在的微动现象常常会对成像质量造成严重的影响。常规方法中,通过去除回波中的微动分量保证图像质量的做法会导致部分信息的丢失。针对高速自旋目标提出了... 逆合成孔径雷达(ISAR)成像是目标识别的重要手段之一,而飞机螺旋桨和导弹等目标存在的微动现象常常会对成像质量造成严重的影响。常规方法中,通过去除回波中的微动分量保证图像质量的做法会导致部分信息的丢失。针对高速自旋目标提出了一种新的逆合成孔径成像算法,通过建立线性方程组和迭代求解等步骤,可以从宽带雷达高分辨距离像中重构高速旋转目标的几何结构,同时还能够对自旋周期的估计结果进行修正。通过将该算法应用于外场实测数据,得到了AN-26飞机螺旋桨的清晰成像结果,验证了算法的正确性。 展开更多
关键词 微动 代数重构方法 逆合成孔径雷达成像 高速自旋目标
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太赫兹低频段粗糙目标的表面散射及成像特性研究
6
作者 柴鑫悦 胡浩 +3 位作者 胡晓雪 马欣茹 席思星 王晓雷 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2024年第10期158-166,共9页
目标表面散射特性是利用太赫兹波进行雷达成像、目标识别和定位的物理基础,而影响目标表面散射特性的因素主要是目标材料和表面粗糙度。以金属铝材料为例,基于0.1 THz频点处的Drude模型参数拟合结果,利用基尔霍夫近似(KA)法分析了高斯... 目标表面散射特性是利用太赫兹波进行雷达成像、目标识别和定位的物理基础,而影响目标表面散射特性的因素主要是目标材料和表面粗糙度。以金属铝材料为例,基于0.1 THz频点处的Drude模型参数拟合结果,利用基尔霍夫近似(KA)法分析了高斯型随机粗糙铝表面的散射系数。对蒙特卡罗(Monte-Carlo)粗糙目标的雷达散射截面(RCS)进行仿真分析,实现了二维逆合成孔径雷达(ISAR)成像。研究结果表明:目标RCS仿真结果与KA理论分析结果相符,即在小俯仰角下表面粗糙度与RCS呈负相关,而在大俯仰角下表面粗糙度与RCS呈正相关。此外,在一定的粗糙范围内,随着表面粗糙度的增加,目标表面的散射中心增多,在ISAR图像上形成密集的“斑点状”效果,更能反映目标的形状和结构。 展开更多
关键词 粗糙面散射 低频太赫兹波 散射系数 基尔霍夫近似 雷达散射截面 逆合成孔径雷达成像
原文传递
基于图像对比度最优的频率步进ISAR成像方法 被引量:4
7
作者 陈杰 肖怀铁 +1 位作者 范红旗 宋志勇 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期93-97,共5页
在频率步进高分辨ISAR成像中,目标的径向运动会带来距离多普勒耦合,从而对ISAR图像有较大的影响。提出了一种基于图像对比度最优的运动参数估计方法。该法分析了径向速度和径向加速度对多普勒像对比度函数的影响。通过构造相位补偿因子... 在频率步进高分辨ISAR成像中,目标的径向运动会带来距离多普勒耦合,从而对ISAR图像有较大的影响。提出了一种基于图像对比度最优的运动参数估计方法。该法分析了径向速度和径向加速度对多普勒像对比度函数的影响。通过构造相位补偿因子,在多普勒像中基于多普勒像对比度最优估计径向加速度。在径向加速度补偿后,在距离像中基于距离像对比度最优估计径向速度。进行运动补偿,利用RD算法实现了目标的高分辨ISAR成像。该方法具有运动参数估计精度高和计算量小的优点。仿真结果验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 逆合成孔径雷达成像 频率步进信号 运动补偿 对比度最优 参数估计
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空间目标在轨状态雷达成像估计技术综述 被引量:4
8
作者 周叶剑 马岩 +1 位作者 张磊 钟卫军 《雷达学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2021年第4期607-621,共15页
空间目标状态估计旨在获取目标在轨姿态运动和几何结构等状态参数,是完成目标动作意图分析、排查潜在故障威胁和预判在轨态势等任务的关键技术。通过雷达光电成像信息处理实现在轨姿态估计是空间目标状态分析的重要途径,当前已经形成了... 空间目标状态估计旨在获取目标在轨姿态运动和几何结构等状态参数,是完成目标动作意图分析、排查潜在故障威胁和预判在轨态势等任务的关键技术。通过雷达光电成像信息处理实现在轨姿态估计是空间目标状态分析的重要途径,当前已经形成了一系列代表性实用方法。该文首先简要介绍了国内外用于空间目标监测的地基逆合成孔径雷达发展现状;重点针对空间目标时序特征匹配、三维成像重建和多视融合姿态估计多类代表性方法进行原理介绍与技术总结:数据特征匹配的状态估计性能可靠但依赖目标模型先验;三维几何重建的状态估计具备目标精细刻画潜力但观测几何要求高。同时,该文也对空间目标在轨状态估计方向未来发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 空间态势感知 逆合成孔径雷达成像 多源特征融合 目标姿态估计
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基于压缩感知的稀疏采样数据大转角ISAR成像研究 被引量:4
9
作者 侯颖妮 杨予昊 于俊朋 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2018年第12期41-45,51,共6页
针对方位向稀疏采样条件下,大带宽大转角逆合成孔径雷达(ISAR)高分辨成像时,一维距离像中目标散射点的距离徙动问题,提出了基于贝叶斯压缩感知的稀疏ISAR成像方法。对于方位向稀疏采样数据,该方法在包络对齐和相位补偿后,通过傅里叶变... 针对方位向稀疏采样条件下,大带宽大转角逆合成孔径雷达(ISAR)高分辨成像时,一维距离像中目标散射点的距离徙动问题,提出了基于贝叶斯压缩感知的稀疏ISAR成像方法。对于方位向稀疏采样数据,该方法在包络对齐和相位补偿后,通过傅里叶变换将数据变换到距离频率域,对每一距离单元数据,根据方位向稀疏采样的位置构造相应的Keystone基矩阵,利用贝叶斯压缩感知算法重建目标在各距离频域单元的多普勒域系数,最后,通过距离向逆傅里叶变换和方位向自聚焦完成ISAR成像。计算机仿真验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 逆合成孔径雷达成像 压缩感知 距离徙动 稀疏采样
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基于卷积注意力的逆合成孔径雷达成像方法
10
作者 李成坤 刘霖 +1 位作者 刘亚波 张跃 《电子设计工程》 2024年第14期59-63,共5页
近年来,卷积神经网络由于其强大的特征提取能力和对数据的灵活表达,已成功应用于逆合成孔径雷达(ISAR)的稀疏成像。然而常规的卷积神经网络对于特征给予相同的权重,缺乏聚焦重要信息和抑制冗余信息的能力,导致成像效果欠佳。为了解决这... 近年来,卷积神经网络由于其强大的特征提取能力和对数据的灵活表达,已成功应用于逆合成孔径雷达(ISAR)的稀疏成像。然而常规的卷积神经网络对于特征给予相同的权重,缺乏聚焦重要信息和抑制冗余信息的能力,导致成像效果欠佳。为了解决这个问题,提出了基于卷积注意力的逆合成孔径雷达成像方法,在网络中加入卷积注意力模块,在通道和空间两个维度上进行特征细化,提高网络对于特征的表达能力,并且可以在残差连接中减少原始特征中的伪影干扰,提高成像质量。实验结果表明,基于卷积注意力的成像方法可以重建高质量ISAR图像,且相较于全卷积神经网络成像方法具有更好的成像效果。所成图像熵值从0.355 9降到0.221 2,证明了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 逆合成孔径雷达成像 深度学习 卷积神经网络 卷积注意力
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基于时空注意力-Seq2Seq网络的ISAR包络对齐方法
11
作者 李文哲 李开明 +3 位作者 岳屹峰 王金昊 许慧革 罗迎 《信号处理》 CSCD 北大核心 2024年第9期1659-1673,共15页
包络对齐是逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)成像中平动补偿处理的第一步,包络对齐的精度对于方位聚焦和成像质量具有重要影响。针对稀疏孔径和低信噪比条件下传统的包络对齐算法性能显著降低的问题,本文提出一... 包络对齐是逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)成像中平动补偿处理的第一步,包络对齐的精度对于方位聚焦和成像质量具有重要影响。针对稀疏孔径和低信噪比条件下传统的包络对齐算法性能显著降低的问题,本文提出一种基于时空注意力-Seq2Seq网络的包络对齐方法。该网络模型以门控循环单元为编码解码单元,针对点目标距离像包络的能量分布特征对空间注意力机制进行改进后,添加时间和空间两维注意力机制形成对ISAR距离像回波包络进行对齐的能力。数据生成方面,基于电磁波仿真参数和目标运动仿真参数进行成像模拟仿真构造了ISAR回波数据集,经过8倍插值后输入网络进行训练,使网络学习到从未对齐回波到对齐回波的映射关系。所提方法以离线训练代替在线相关计算,融合了Seq2Seq模型在处理序列到序列问题上的结构优势、时间注意力机制在捕捉长期依赖关系和空间注意力机制在提取区域特征上的突出能力,实现了稀疏孔径和低信噪比条件下对距离-慢时间域ISAR回波的自动对齐。通过向训练好的时空注意力-Seq2Seq网络输入未对齐的回波序列,网络可以在不改变回波相位结构的前提下自动实现包络对齐。仿真和实测数据对齐结果表明,和传统的包络对齐方法相比,所提方法在稀疏孔径和低信噪比条件下优势明显,在欠采样率为50%、信噪比为0 dB条件下对雅克-42飞机实测回波数据的包络对齐实验中,该方法将循环移位误差由39、26减小至6,将成像结果的图像熵由4.58、4.22减小至1.71,验证了其良好性能。 展开更多
关键词 逆合成孔径雷达成像 包络对齐 时空注意力机制 Seq2Seq模型
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基于天基雷达探测的静止轨道目标监视 被引量:2
12
作者 傅雄军 方秋均 +1 位作者 鄢宏华 高梅国 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期541-546,共6页
针对静止轨道目标监视的需求,分析了静止轨道目标的雷达散射截面(RCS)特性.以此为基础,研究和设计了天基雷达的轨道高度、重访周期、天线形式以及天线尺寸,探讨了天基逆合成孔径雷达的成像分辨率与其他系统参数的关系,给出了顺行轨道和... 针对静止轨道目标监视的需求,分析了静止轨道目标的雷达散射截面(RCS)特性.以此为基础,研究和设计了天基雷达的轨道高度、重访周期、天线形式以及天线尺寸,探讨了天基逆合成孔径雷达的成像分辨率与其他系统参数的关系,给出了顺行轨道和逆行轨道情况下达到一定的横向分辨率所需要的积累时间.研究结果表明,利用天基宽带雷达实现对静止轨道目标的近距离监视是可行的. 展开更多
关键词 静止轨道 空间目标 天基雷达 逆合成孔径雷达成像 重访周期
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基于ISAR水面舰船高频区散射中心特征提取仿真研究 被引量:2
13
作者 丁凡 廖章奇 《舰船科学技术》 北大核心 2015年第S1期172-175,共4页
水面舰船在高频区呈现复杂散射特征,其散射中心是ISAR图像目标识别的重要特征。本文基于水面舰船目标的散射特点,构建具有代表性的水面舰船目标散射中心模型。首先采用传统射线追踪法(SBR)分析该目标的RCS变化趋势,明确散射亮点区域。... 水面舰船在高频区呈现复杂散射特征,其散射中心是ISAR图像目标识别的重要特征。本文基于水面舰船目标的散射特点,构建具有代表性的水面舰船目标散射中心模型。首先采用传统射线追踪法(SBR)分析该目标的RCS变化趋势,明确散射亮点区域。通过选用基于图像的ISAR目标散射中心特征提取方法,实现高频区水面舰船目标散射中心确定及判别。通过与SBR方法定位的散射亮点对比,验证了本文提出的水面舰船ISAR散射中心特征提取方法适用于水面舰船散射特性研究。可用于指导同类目标的雷达波散射特征控制及信号检测。 展开更多
关键词 散射中心 雷达波散射截面 ISAR成像 SBR 水面目标
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压缩感知ISAR成像的全变差优化最小算法 被引量:2
14
作者 冯灿 肖亮 韦志辉 《太赫兹科学与电子信息学报》 2013年第5期775-781,共7页
对于逆合成孔径雷达(ISAR)目标成像,从少量压缩测量回波数据重建高分辨率运动目标是不适定问题,且观测噪声也会影响重建结果。在频率步进连续波ISAR系统回波观测模型基础上,结合压缩感知原理,给出了一种基于全变差正则化的ISAR压缩感知... 对于逆合成孔径雷达(ISAR)目标成像,从少量压缩测量回波数据重建高分辨率运动目标是不适定问题,且观测噪声也会影响重建结果。在频率步进连续波ISAR系统回波观测模型基础上,结合压缩感知原理,给出了一种基于全变差正则化的ISAR压缩感知成像模型,通过将该优化模型转化为一系列简单代理函数进行求解,提出了一种快速优化最小算法。最后在不同回波信噪比条件下进行仿真验证。实验结果表明,当回波信噪比大于10 dB时,本文方法明显优于距离–多普勒算法和基于L1范数的压缩感知成像方法。 展开更多
关键词 逆合成孔径雷达成像 压缩感知 全变差正则化 优化最小算法
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宽带直接采样接收机的高速运动补偿方法
15
作者 宿绍莹 刘万全 陈曾平 《深圳大学学报(理工版)》 EI CAS 北大核心 2012年第5期386-391,共6页
针对宽带直接采样数字接收机,建立高速运动目标回波的解释表达方法,分析目标高速运动对一维距离像和逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像的影响.提出一种自适应匹配滤波的高速运动补偿方法,该方法利用雷达测距... 针对宽带直接采样数字接收机,建立高速运动目标回波的解释表达方法,分析目标高速运动对一维距离像和逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像的影响.提出一种自适应匹配滤波的高速运动补偿方法,该方法利用雷达测距、测速系统得到的目标速度估计值构造新的匹配滤波器,补偿目标高速运动对回波信号幅度和相位的影响,从而消除一维距离像的畸变,提高ISAR成像的质量.仿真试验和实测数据处理结果验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 雷达成像 匹配滤波 脉冲压缩 运动补偿 自适应滤波 宽带高分辨雷达 宽带直接采样 一维距离像 逆合成孔径雷达成像
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稀疏孔径下的运动补偿及快速超分辨成像方法 被引量:1
16
作者 李少东 陈文峰 +2 位作者 杨军 马晓岩 吕明久 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期291-299,共9页
针对稀疏孔径条件下目标运动补偿难和方位稀疏成像算法效率低、分辨率差等问题,本文提出了一种稀疏孔径下的运动补偿和快速超分辨成像方法.首先,通过将运动补偿问题转换为距离频域内的多参数估计问题,基于黄金分割法实现参数的快速估计... 针对稀疏孔径条件下目标运动补偿难和方位稀疏成像算法效率低、分辨率差等问题,本文提出了一种稀疏孔径下的运动补偿和快速超分辨成像方法.首先,通过将运动补偿问题转换为距离频域内的多参数估计问题,基于黄金分割法实现参数的快速估计后同时实现包络对齐和相位校正,从而完成运动补偿;其次,针对补偿后不同距离单元ISAR回波的特征,为实现快速的方位成像,本文提出矩阵形式的Nesterov线性Bregman迭代算法(Matrix form of Nesterov Linearized Bregman Iteration,MNLBI)算法,分析了该算法的基本迭代格式,讨论了加快收敛的原因,并详细分析了该算法的运算量,仿真与实测数据结果验证了本文方法的有效性. 展开更多
关键词 稀疏孔径 逆合成孔径雷达成像 超分辨 抗噪性 线性Bregman迭代
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基于异类传感器信息融合的平台识别算法 被引量:1
17
作者 李敬 徐海洋 《舰船电子对抗》 2016年第6期83-86,共4页
从实用角度出发分析了相关滤波法、目标识别法和D-S证据理论等方法在异类传感器信息融合的不同层次的使用,综合以上方法实现对雷达侦察辐射源、通信辐射源、激光辐射源和雷达航迹的信息融合,最终合成平台信息,用于完成平台识别。
关键词 异类传感器 信息融合 逆合成孔径雷达成像 D-S证据理论
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一种新的复数图像压缩算法 被引量:1
18
作者 卢光跃 邵朝 《西安邮电学院学报》 2001年第1期32-36,共5页
以ISAR图像为例 ,从图像压缩的角度出发 ,详细分析了复数图像的特点 ,并在充分利用复数图像特点的基础上 ,提出了相应的复数图像压缩方法。实际测量数据的处理结果表明本文所提出的方法的有效性。
关键词 图像压缩 复数图像 逆合成孔径雷达成像(ISAR)
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基于扩展目标的雷达目标回波模拟及验证
19
作者 陈旭 王金锋 朱平 《舰船电子对抗》 2023年第5期55-59,87,共6页
针对高分辨雷达调试、试验的需求,在对扩展目标模型以及实现方法研究的基础上,推导得到了基于目标布点方式的扩展目标计算公式。然后基于数字储频原理,采用现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)作为核心处理架构研制了一套雷达... 针对高分辨雷达调试、试验的需求,在对扩展目标模型以及实现方法研究的基础上,推导得到了基于目标布点方式的扩展目标计算公式。然后基于数字储频原理,采用现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)作为核心处理架构研制了一套雷达目标回波模拟系统,并采用逆合成孔径雷达(ISAR)成像的处理方法,对模拟的目标回波信号进行测试验证。测试结果表明模拟的目标回波能够满足高分辨雷达使用要求,性能优于常规的点目标模拟方法。 展开更多
关键词 扩展目标 数字储频 目标模拟系统 逆合成孔径雷达成像
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基于FPGA的船只目标ISAR实时重聚焦处理实现 被引量:1
20
作者 田坤 刘霖 +1 位作者 曹越 江率 《电子设计工程》 2022年第8期16-20,25,共6页
针对合成孔径雷达在船只目标成像过程中所出现的散焦问题,文中对现有算法进行优化处理,给出一种可用于FPGA实时处理系统的ISAR重聚焦算法。该算法基于逆合成孔径雷达成像原理对散焦目标进行重聚焦处理,可以极大改善成像质量。算法包括... 针对合成孔径雷达在船只目标成像过程中所出现的散焦问题,文中对现有算法进行优化处理,给出一种可用于FPGA实时处理系统的ISAR重聚焦算法。该算法基于逆合成孔径雷达成像原理对散焦目标进行重聚焦处理,可以极大改善成像质量。算法包括两部分,采用积累互相关法进行距离向包络对齐,结合相位梯度自聚焦算法与秩一相位估计算法对方位向散焦误差进行补偿。该算法通过硬件描述语言在FPGA上实现,其中复杂度较高的算法模块采用HLS设计优化实现。系统在单片FPGA上实现,实际SAR图像数据测试结果表明,所提出的FPGA实时重聚焦处理算法结合实际硬件,可在满足给定实时性指标要求的条件下,对散焦船只目标进行实时重聚焦处理,得到良好的聚焦效果。 展开更多
关键词 逆合成孔径雷达成像 重聚焦处理 现场可编程逻辑门阵列 实时处理系统
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