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雷达学报
 
2012年 1卷 2期
刊出日期：2012-06-18
论文
综述
SAR专题论文
   
综述
109 万显荣
基于低频段数字广播电视信号的外辐射源雷达发展现状与趋势 Hot!

该文从外辐射源雷达探测机理和特点出发，论述了基于低频段(HF/VHF/UHF)数字广播(含电视)信号外辐射源雷达(Digital Broadcasting-based Passive Radar, DBPR)的发展现状和趋势。结合数字广播电视的电波覆盖情况和技术特点，首先从实验系统、技术参数、比测实验等方面论述了国外(尤其是欧洲)的研究现状，接着介绍了国内在不同频段新体制外辐射源雷达理论与实验研究上的最新进展，并对DBPR 的研究热点和关键技术进行了评述，包括波形特性及其修正、参考信号获取、多径杂波抑制、目标检测跟踪与融合、实时信号处理等方面|最后对该外辐射源雷达的发展趋势和应用前景进行了展望。
2012 Vol. 1 (2): 109-123 [摘要] ( 3370 ) [HTML]( ) [PDF 3886KB] ( 8064 )
124 洪 文
圆迹SAR 成像技术研究进展 Hot!
圆迹SAR(Circular SAR, CSAR)是近年来提出并发展起来的一种高分辨3 维成像模式，通过传感器平台的曲线运动，获取被观测目标多方位乃至360°全向观测信息，以满足越来越高的精细观测需求。2011 年8 月，中国科学院电子学研究所微波成像技术国家级重点实验室利用自行研制的P 波段全极化SAR 系统开展了国内首次机载圆迹SAR 飞行实验，成功获取了全方位高分辨圆迹SAR 图像，实验结果初步展示了圆迹SAR 成像技术在高精度测绘、灾害评估和精细资源管理等领域的应用潜力。该文详细讨论了圆迹SAR 成像技术的研究进展，介绍了近年来国内外开展的若干次机载飞行实验以展示圆迹SAR 的独特应用优势，总结分析了圆迹SAR 的关键技术，最后对其发展趋势进行了展望。
2012 Vol. 1 (2): 124-135 [摘要] ( 2659 ) [HTML]( ) [PDF 13765KB] ( 3646 )
论文
136 沈绍祥, 叶盛波, 方广有
基于无载频脉冲雷达信号的高速数字采样方法与实现
该文针对无载频脉冲雷达信号周期重复性的特点，提出了一种全新的高速数字采样方法和原理。该方法利用FPGA 的差分比较器端口构成高速1 bit 量化器，采用FPGA 内部多相位时钟，对1 bit 数据流进行并行交替数字采样，并缓冲编码，从而获得上吉赫兹的等效数字采样率。通过将多个比较电平下的1 bit 采样数据进行累积，从而完成高速数字采样过程。在Xilinx 的XC2V3000 的FPGA 中实现了该方法，获得了采样率达1.6 GHz 的8 bit等效高速模数转换器功能。该设计方法不仅能够提高等效采样方式的效率，而且与高速实时采样相比，具有低功耗、低成本的优势，在实际中获得了良好的应用。
2012 Vol. 1 (2): 136-142 [摘要] ( 1707 ) [HTML]( ) [PDF 996KB] ( 2783 )
143 朱 莹, 张 弓, 张劲东
基于DCS 的统计MIMO 雷达信号模型及参数估计
分布式压缩感知(Distributed Compressed Sensing, DCS)将单信号的压缩采样扩展到信号群的压缩采样，利用信号内相关性和互相关性对多个信号进行联合重构。统计多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达系统通过多发多收配置，在发射机、目标以及接收机之间构成对目标的分布式探测系统。该文将DCS应用到统计MIMO 雷达中，通过对该场景中目标回波的延时在距离空间稀疏性的分析，提出联合所有接收信号重构目标场景的设想，建立了接收信号的联合稀疏模型，并实现了目标参数估计的联合重构算法。仿真结果表明与基于压缩感知(Compressed Sensing, CS)的算法相比，基于DCS 的算法在进一步降低采样数目的同时提高了参数估计精度，同时也验证了DCS-MIMO 雷达可以有效克服目标的雷达散射截面积(Radar Cross Section, RCS)起伏。
2012 Vol. 1 (2): 143-148 [摘要] ( 2072 ) [HTML]( ) [PDF 649KB] ( 3185 )
149 张兴良, 王可人, 樊甫华
典型阵列快速MUSIC 算法研究
由于MUSIC(MUltiple SIgnal Classification)算法需要大量的乘法运算和三角函数求值，导致其实时处理能力较弱。为此，该文首先对均匀线阵和均匀圆阵的阵列结构进行分析，提取导向矢量的一些性质。然后，利用Hermite 矩阵的性质对复数乘法进行分解，再组建两个实值向量以减少乘法运算次数。最后，利用导向矢量的性质提出一种基于查表的新算法。新算法既没有三角函数求值运算，又不需要大量的存储空间。仿真实验结果表明新算法在没有改变MUSIC 算法谱估计的效果的前提下，将MUSIC 算法的运算速率提高了50 倍以上。因此，新算法具有广阔的应用前景。
2012 Vol. 1 (2): 149-156 [摘要] ( 1653 ) [HTML]( ) [PDF 621KB] ( 3107 )
157 何 敏,陈广东,张 凯
从三正交偶极子天线接收信号中估计飞行器姿态参数
来自基站的极化电磁波包含的波达方向和极化状态信息，能建立飞行器姿态与大地坐标系的联系，因此利用机载三正交偶极子天线接收信号可以估计飞行器的姿态。该文研究了在只有一个基站信号和飞行器上单一接收点
的条件下，如何实现飞行器的姿态感知，并推导了飞行器姿态估计算法。该文首先研究了估计波达角和极化椭圆倾斜角的算法，并分析了参数估计的性能，然后利用这些参数推算出飞行器的俯仰角、航向和横滚角，从而获得对飞
行器进行控制的必要姿态信息。最后通过仿真实验验证了该方法的有效性。
2012 Vol. 1 (2): 157-162 [摘要] ( 1704 ) [HTML]( ) [PDF 578KB] ( 2899 )
SAR专题论文
163 李 宁, 汪 玲, 张 弓
多基ISAR 舰船侧视及俯视高分辨率成像方法
由于舰船运动的复杂性，获得舰船高分辨率图像一直是雷达成像领域的热点，同时多平台联合监视和作战模式近年来发展迅速。基于上述情况，该文提出了一种多基ISAR 舰船成像方法。该方法通过合理布置各平台的高度和方位，综合各平台接收的回波数据后，相比单基雷达可增加平稳成像积累时间，结合最优成像时间段选择，可获得更高分辨的舰船侧视及俯视图像。仿真实验结果验证了该成像方法的有效性。
2012 Vol. 1 (2): 163-170 [摘要] ( 1885 ) [HTML]( ) [PDF 950KB] ( 2670 )
171 李光廷, 黄平平, 禹卫东
基于相似像素选择的非局域SAR 图像相干斑抑制
该文提出了一种比值距离像素相关性模型与相似像素选择的非局域SAR 图像相干斑抑制算法。首先由两像素的联合概率密度函数得出了比值距离像素相关性模型，并按错误概率最小准则训练生成了不同情况下的像素相似性阈值表，然后进行非局域窗中像素的相似性计算，并用查表所得的像素相似性阈值进行非局域窗中相似像素的选择，最后用选中的像素进行当前像素真实后向散射系数的估计。对仿真与实测SAR 图像的相干斑抑制实验显示，与其它现有非局域抑斑算法相比，该文方法不仅能最大程度地去除同质区域的噪声，而且可以对边缘纹理等细节区域进行很好地重构，滤波结果显示了很好的视觉效果，并且具有较低的计算复杂度。
2012 Vol. 1 (2): 171-181 [摘要] ( 1807 ) [HTML]( ) [PDF 2669KB] ( 2939 )
182 郑 瑾, 尤红建
基于Radon 变换和Jeffrey 散度的SAR 图像变化检测方法
针对多时相合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)图像的变化检测，该文采用Radon 变换将局部图像投射成投影，用Edgeworth 展开来逼近投影的统计分布，比较投影之间的概率分布变化，并引入Jeffrey 散度作为两种分布差异的衡量因子，从而计算两个时相SAR 图像之间的变化差异图像。投影片断保留了一定量的图像结构信息，弥补了局部概率密度不变时的检测漏洞，而Jeffrey 散度具有较好的数值稳定性和对噪声的鲁棒性。最后通过实际的星载SAR 图像实验，验证了该文算法的有效性。
2012 Vol. 1 (2): 182-189 [摘要] ( 2019 ) [HTML]( ) [PDF 1464KB] ( 3417 )
190 张月婷, 丁赤飚, 王宏琦, 胡东辉
分析圆柱油罐目标合成孔径雷达图像的新方法
该文提出了一种针对油罐目标的合成孔径雷达(SAR)图像的分析方法。该方法根据圆柱油罐具有圆型边缘和圆柱型外形的几何特点，利用物理光学法(Physical Optics, PO)和增量绕射长度(Incremental Length Diffraction Coefficients, ILDC)理论建立了油罐目标的散射模型，并基于该模型推导了圆柱油罐的散射中心分布特征，同时引入投影映射算法(Mapping and Projection Algorithm, MPA)建立了成像模型，有效利用了单一视角的散射数据进行SAR 图像模拟，仿真结果与实际SAR 图像散射特征吻合，验证了方法的有效性。同时，利用45 组实测数据得到了SAR 图像散射中心的特征，并根据建立的散射模型和成像模型，分析和总结了油罐目标SAR 图像的主要散射特征，为SAR 图像中基于油罐目标的识别领域提供了理论依据。
2012 Vol. 1 (2): 190-195 [摘要] ( 1711 ) [HTML]( ) [PDF 462KB] ( 2807 )
196 李芳芳, 占 毅, 胡东辉, 丁赤飚
一种基于质量指导的InSAR 相位解缠快速实现方法
相位解缠是干涉SAR 数据处理中的关键步骤，解缠效果的好坏直接影响干涉测量的精度。该文针对质量指导的相位解缠方法需要进行大量排序操作，在干涉数据维度较大时解缠效率低下的问题，提出了一种基于堆排序的快速的质量指导相位解缠方法。首先通过干涉复数据对或干涉相位确定相位质量图。然后利用最大堆作为质量图排序的数据结构，通过对最大堆进行删除根结点、插入新结点操作的过程中始终保持最大堆的性质不变，从而实现了质量图的排序，完成了从高质量区域到低质量区域的相位解缠。与传统方法相比，基于堆排序的方法大大降低了计算的时间复杂度，对于干涉SAR 大面积测绘应用具有十分重要的意义。最后，通过仿真和实测数据验证了算法的正确性和高效性。
2012 Vol. 1 (2): 196-202 [摘要] ( 1757 ) [HTML]( ) [PDF 1944KB] ( 3014 )
203 贺李平, 李军兴, 刘 铭
机载SAR天线座结构动力学建模及分析
该文对机载SAR 天线座有限元建模及结构动力学特性进行了研究。文中基于结构动力学理论，建立了机载SAR 天线座的有限元模型，指出了动力学分析的关键技术，并进行了模态分析和瞬态动力学分析。仿真结果表明：机载SAR 天线座的动力学性能满足伺服控制系统带宽和结构强度需求。该文提供的有限元快速建模和分析方法可为机载SAR 天线座的轻量化设计提供重要支撑。
2012 Vol. 1 (2): 203-208 [摘要] ( 1836 ) [HTML]( ) [PDF 979KB] ( 3219 )
209 王海洋, 江月松
北斗卫星后向散射信号的星-星合成孔径成像系统：概念与可行性
该文提出了一种利用北斗卫星的后向散射信号形成的星-星双站合成孔径成像系统的概念，建立了该成像系统的北斗地球静止轨道卫星和地球同步轨道卫星以及地面站之间的几何模式，并依此模式和双站合成孔径雷达成像原理，从成像分辨率、信噪比、链路收支等性能参数论证了利用北斗卫星建立星-星双站合成孔径雷达对地成像观测的可行性，此外还提出了该系统在土壤湿度探测、地表演化的时空动力学特征研究、大气特性研究方面的遥感应用前景。
2012 Vol. 1 (2): 209-216 [摘要] ( 1633 ) [HTML]( ) [PDF 495KB] ( 2701 )
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