SAR-ISAR运动目标检测及成像新技术研究
逆合成孔径雷达成像原理
逆合成孔径雷达成像原理引言：逆合成孔径雷达（Inverse Synthetic Aperture Radar，简称ISAR）是一种通过合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）成像的逆过程来获得目标物体的高分辨率图像的技术。
本文将详细介绍逆合成孔径雷达成像原理，并对其应用进行探讨。
一、逆合成孔径雷达成像原理概述逆合成孔径雷达成像原理是基于合成孔径雷达成像原理的逆过程，通过对目标物体进行多个方位角的回波信号进行叠加处理，以获得高分辨率的目标图像。
合成孔径雷达成像原理是利用雷达天线的相对运动与目标物体之间的相对运动，通过对多个回波信号进行叠加处理，以获得高分辨率的雷达图像。
二、逆合成孔径雷达成像步骤逆合成孔径雷达成像的步骤主要包括：数据采集、数据处理和图像生成三个阶段。
1. 数据采集阶段：逆合成孔径雷达成像的第一步是采集目标物体的回波信号。
通常采用的方式是通过自由空间中的电磁波与目标物体相互作用，产生回波信号。
这些回波信号会被雷达接收机接收并存储下来，以便后续的数据处理。
2. 数据处理阶段：在数据处理阶段，需要对采集到的回波信号进行预处理和校正。
首先，需要对回波信号进行时频域分析，以获得目标物体的散射特性。
然后，对回波信号进行去除杂波、补偿时延和多普勒频移等预处理操作，以提高成像质量。
最后，对预处理后的回波信号进行脉压处理，以增强目标物体的回波信号。
3. 图像生成阶段：在图像生成阶段，通过对处理后的回波信号进行叠加处理，以获得高分辨率的目标图像。
具体而言，可以通过将多个方位角的回波信号进行时频域叠加，得到目标物体的高分辨率图像。
在叠加过程中，需要考虑到目标物体的运动情况和雷达的参数设置，以保证成像质量。
三、逆合成孔径雷达成像应用逆合成孔径雷达成像技术在军事和民用领域都有广泛的应用。
1. 军事应用：逆合成孔径雷达成像技术在军事领域具有重要的意义。
通过逆合成孔径雷达成像，可以获得高分辨率的目标图像，对目标物体进行识别和监测。
高分辨SAR-ISAR成像及误差补偿技术研究
高分辨SAR-ISAR成像及误差补偿技术研究高分辨SAR/ISAR成像及误差补偿技术研究摘要：合成孔径雷达 (Synthetic Aperture Radar, SAR) 及逆合成孔径雷达 (Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR) 是目前遥感领域中非常重要的成像技术。
它们在航空航天、国土资源、环境监测等领域具有广泛应用前景。
然而，由于各种因素的干扰，如平台运动、大气吸收、电离层扰动等，会引起成像结果的模糊和失真。
因此，研究高分辨SAR/ISAR成像及误差补偿技术，对于提高图像质量和准确性具有重要意义。
一、引言合成孔径雷达 (SAR) 和逆合成孔径雷达 (ISAR) 是利用雷达技术实现高分辨率成像的重要手段。
SAR通过对多个雷达回波信号进行合成，从而获得高分辨率的雷达图像。
ISAR则是通过对目标旋转运动过程中产生的雷达回波信号进行合成，实现高分辨率舰船、飞机等目标的成像。
然而，由于存在多种误差，如平台姿态不稳、大气吸收、电离层扰动等，会导致图像失真和模糊。
二、SAR/ISAR成像误差源和补偿技术1. 平台运动误差平台运动误差是导致SAR/ISAR成像失真的主要因素之一。
包括平台轨迹偏离期望轨迹、轨迹抖动等。
为了解决这个问题，可以采用运动补偿技术，包括观测时域校正、频域校正、相位校正等方法，从而消除或减小平台运动误差对成像结果的影响。
2. 大气吸收误差大气吸收是导致SAR/ISAR成像图像模糊的重要因素之一。
大气对雷达信号的吸收会引起信号能量减弱，从而影响成像质量。
针对这个问题，可以采用大气纠正技术，通过对信号进行补偿，消除大气吸收对图像的影响。
3. 电离层扰动误差电离层的不均匀性和不稳定性会引起ISAR图像的模糊。
为了补偿这种误差，可以采用电离层补偿技术，通过对电离层引起的相位延迟进行补偿，提高ISAR图像的质量。
三、高分辨SAR/ISAR成像技术研究进展1. 高分辨SAR成像技术研究进展高分辨SAR成像技术的研究主要集中在算法优化和系统设计两个方面。
isar成像 用途
isar成像用途摘要：1.介绍ISAR 成像技术2.ISAR 成像技术的应用领域3.我国在ISAR 成像技术方面的发展4.ISAR 成像技术的未来发展趋势正文：ISAR（Inverse Synthetic Aperture Radar，逆合成孔径雷达）成像技术是一种高分辨率、非接触式的遥感技术。
通过发送和接收电磁波，ISAR 成像技术可以获取目标物体的距离、方向、形状等信息，具有广泛的应用价值。
1.介绍ISAR 成像技术ISAR 成像技术是一种基于合成孔径雷达（SAR）原理的成像方法。
与传统的SAR 成像技术不同，ISAR 成像技术使用的是逆合成孔径雷达，通过改变雷达与目标的相对速度来获得目标的距离信息。
这使得ISAR 成像技术具有更高的分辨率和更精确的目标定位能力。
2.ISAR 成像技术的应用领域ISAR 成像技术在许多领域都有广泛的应用，包括军事、民用和商业领域。
在军事领域，ISAR 成像技术可以用于地面侦查、目标识别和跟踪等任务。
在民用领域，ISAR 成像技术可以用于地质勘探、环境监测、灾害评估等。
在商业领域，ISAR 成像技术可以用于无人驾驶、物流配送、智能交通等。
3.我国在ISAR 成像技术方面的发展近年来，我国在ISAR 成像技术方面取得了显著的进展。
我国已经成功研制出多种ISAR 成像雷达系统，包括地面、空中和卫星平台的ISAR 雷达。
这些雷达系统具有高分辨率、高精度、高效率等优点，为我国在ISAR 成像技术领域取得领先地位奠定了基础。
4.ISAR 成像技术的未来发展趋势随着科技的不断进步，ISAR 成像技术在未来将会有更广泛的应用和更高的发展。
一方面，ISAR 成像技术的分辨率和定位精度将会得到进一步提高，以满足更多领域的应用需求。
另一方面，ISAR 成像技术将会与其他遥感技术相结合，形成多模态、多参数的成像系统，为用户提供更丰富的信息。
SAR-ISAR运动目标检测及成像新技术研究
SAR-ISAR运动目标检测及成像新技术研究SAR/ISAR运动目标检测及成像新技术研究摘要：合成孔径雷达（SAR）和逆合成孔径雷达（ISAR）是目前遥感领域中常用的成像技术，广泛应用于军事、航空航天、海洋和地质勘探等领域。
随着科学技术的快速发展，SAR/ISAR技术也在不断地向前演进。
本文主要研究SAR/ISAR运动目标检测及成像的新技术，包括目标检测、成像算法和图像处理等方面。
通过对相关技术的研究，可以提升运动目标检测及成像的效果，为实际应用提供更强大的支持。
一、引言合成孔径雷达（SAR）和逆合成孔径雷达（ISAR）是一种利用雷达技术进行成像的方法，通过收集回波信号来获取目标的信息。
SAR技术主要适用于目标与雷达平台相对静止的情况下，而ISAR技术则适用于目标和雷达平台相对运动的情况下。
由于其能够对地表目标进行高分辨率成像，具有天气无关、全天候、全时段的优势，因此在各个领域得到了广泛应用。
二、SAR/ISAR运动目标检测技术1. 多通道SAR多通道SAR技术是提高成像质量的一种重要手段，通过多个接收通道对目标进行接收信号的融合，从而提高成像的分辨率和抗干扰能力。
这种技术不仅可以提高目标的检测概率，还可以减小虚警率。
2. 成像算法SAR/ISAR成像算法主要有：时域成像算法、频域成像算法、脉冲压缩技术等。
其中，脉冲压缩技术是一种有效的成像技术，通过对回波信号进行压缩，可以提高成像分辨率和目标检测的能力。
3. 运动补偿由于雷达平台与目标之间的相对运动，会导致成像结果中出现模糊和失真现象。
因此，需要对目标的运动进行补偿，以提高成像质量。
运动补偿技术主要有预测滤波、相位校正和运动补偿成像算法等。
三、SAR/ISAR运动目标成像技术1. 目标形状重构通过ISAR技术，可以获得目标的高分辨率二维图像。
利用这些图像，可以对目标的形状进行重构，从而获得目标较为精确的形状信息。
这对于目标识别和目标定位非常重要。
合成孔径雷达成像技术及应用
合成孔径雷达成像技术及应用合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）是一种基于雷达技术的成像方法。
它利用了雷达回波信号的相位差异来合成一个大型的接收器孔径，从而提高雷达的分辨率和成像质量。
合成孔径雷达成像技术在军事、航空航天、地质勘探、环境监测等领域有着广泛的应用。
合成孔径雷达技术的基本原理是利用雷达发射信号与目标反射回来的信号之间的相对运动，通过对多个回波信号进行叠加处理，实现高分辨率的成像。
相对于传统雷达，合成孔径雷达不需要像传统雷达一样依赖于电磁波的波束扫描来进行探测，而是通过在距离和方位方面进行序列化的接收，使接收孔径长度远大于发射孔径长度，从而实现较高分辨率的成像。
合成孔径雷达成像的核心技术是信号处理和图像重建。
信号处理主要包括多普勒补偿、距离校正、视角效应校正等步骤。
多普勒补偿用于消除目标回波信号因相对速度引起的频率偏移，距离校正用于纠正由于平台高度变化引起的距离偏差，视角效应校正用于补偿因角度变化所引起的干涉效应。
经过信号处理后，可以得到目标回波信号的相位信息和强度信息。
在图像重建中，采用了一种被称为反向合成孔径雷达（Inverse Synthetic Aperture Radar，简称ISAR）的技术。
ISAR通过将雷达回波信号变换到频域，然后应用逆变换恢复成时域信号，从而实现图像的重建。
ISAR技术主要依赖于高分辨率的目标运动，通过目标在回波信号中的频率调制提供有关目标的细节信息。
通过对多个回波信号进行叠加和相位编码，可以获得高分辨率的目标图像。
合成孔径雷达成像技术具有许多优点。
首先，它可以实现在任意天气条件下对地面目标进行成像，不受光线、云层等地气条件的影响。
其次，合成孔径雷达可以产生高分辨率的成像结果，对于目标进行细节分析和精确定位具有重要意义。
此外，合成孔径雷达还可以实现夜间成像和全天候监测，具有广泛的应用前景。
合成孔径雷达成像技术在军事领域有着重要的应用。
《ISAR成像原理算法和应用》
《ISAR成像原理算法和应用》ISAR（inverse synthetic aperture radar）成像是一种通过合成孔径雷达（SAR）技术进行反演的成像方法。
ISAR技术可以利用目标自身的运动进行成像，实现目标的高分辨率图像获取。
本文将重点介绍ISAR成像的原理、算法和应用。
ISAR成像原理是利用目标在雷达探测区域内的自身运动，通过采集目标在不同方位角的散射数据，通过FFT（快速傅里叶变换）和脉冲压缩等算法，将目标的散射数据映射到相应的频谱上，从而获得目标的高分辨率图像。
ISAR成像的核心算法包括距离向压缩和方位向压缩。
距离向压缩是通过脉冲压缩实现的，即在接收信号中采用窄脉冲，获取目标的高分辨率距离信息。
方位向压缩是通过FFT变换实现的，即将目标在不同方位角的散射数据映射到频域上，通过频谱分析来获取目标的方位信息。
ISAR成像可以应用于军事和民用领域。
在军事方面，ISAR成像可以用于目标识别和情报分析。
通过ISAR技术，可以获取目标的高分辨率图像，从而判断目标的类型和特征，为军事作战和侦察提供重要的支持。
在民用方面，ISAR成像可以应用于航天、航海、雷达测量等领域。
例如，在航天器的姿态控制中，通过ISAR技术可以获取航天器的旋转角速度和轨道信息，为航天控制提供重要的反馈数据。
ISAR成像还可以应用于目标运动参数的测量和估计。
由于ISAR成像是基于目标的自身运动进行成像的，因此可以通过ISAR图像提取目标的运动轨迹和速度信息。
这对于目标的跟踪与监测非常有利，有助于提高雷达系统的性能和精度。
尽管ISAR成像在理论和算法上有一定的复杂性，但是在实际应用中已经得到广泛的推广和应用。
许多国家和地区都开展了相关的研究，并取得了一定的成果。
随着雷达技术的不断发展和进步，ISAR成像有望在军事和民用领域中发挥更大的作用，为各个领域提供更高效和精确的信息获取手段。
空中运动目标检测方法
电子信息对抗技术Electronic Information Warfare Technology2018,33(5) 中图分类号:TN957.52 文献标志码:A 文章编号:1674-2230(2018)05-0026-05收稿日期:2018-03-14;修回日期:2018-05-16作者简介:李学仕(1988 ),男,博士,工程师;杨泽民(1988 ),男,博士,工程师;丁庆(1978 ),男,硕士,高级工程师;成志强(1981 ),男,硕士,工程师;周彬(1969 ),男,硕士,研究员㊂空中运动目标检测方法李学仕,杨泽民,丁 庆,成志强,周 彬(电子信息控制重点实验室,成都610036)摘要:提出了一种基于星载SAR 系统的空中运动目标检测方法㊂首先利用双通道DPCA 技术实现对地面杂波的抑制,然后通过相邻相关法对运动目标进行检测㊂相邻相关处理能够起到对动目标回波信号进行降阶的作用,后利用改进的keystone 变换实现动目标的走动校正,并沿方位相干积累能够实现在低信噪比情况下检测运动目标㊂同时由于经过相邻相关处理后动目标在二维平面中表现为一个尖峰,这使得后续采用传统的CFAR 检测方法非常有利㊂最后通过仿真实验验证了所提方法的有效性㊂关键词:合成孔径雷达;空中运动目标;检测DOI :10.3969/j.issn.1674-2230.2018.05.006Study on Detection of Air Moving TargetsLI Xue-shi,YANG Ze-min,DING Qing,CHENG Zhi-qiang,ZHOU Bin(Science and Technology on Electronic Information Control Laboratory,Chengdu 610036,China)Abstract :Air moving targets detection method based on the spaceborne SAR system is proposed in this paper.First,the background clutter can be suppressed by using the DPCA technique.Then,the moving target detection can be performed by the adjacent correlation processing.As a result of this step,the envelope migration correction can be implemented and makes use of modi⁃fied keystone transform to eliminate the effect of range walk.And it is beneficial to moving target detection by using the traditional CFAR test since the moving target is a single point in the twodimensional plane.Finally,the effectiveness of the proposed algorithm is validated with the sim⁃ulation results.Key words :SAR;air moving target;detection1 引言在现代战争中,来自空中的威胁(如飞机㊁导弹等目标)无疑是最不可忽略的因素㊂因此,在低信噪比下对空中目标进行检测与成像,对于争取战争主动权有着重要的作用[1-3]㊂星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)系统具有全天时㊁全天候㊁高分辨㊁作用距离远㊁覆盖范围广㊁不受国境限制等优点[4-9]㊂星载雷达所处的位置一般位于飞机㊁导弹等空中运动目标所在空域的上层,因而可以利用星载系统来对空中运动目标进行检测与成像㊂目前星载SAR 系统,如德国宇航中心于2007年6月发射的地球观测卫星TerraSAR-X [8],以及加拿大航空局于2007年12月发射的合成孔径雷达卫星RadarSAT-2[9],都具62电子信息对抗技术㊃第33卷2018年9月第5期李学仕,杨泽民,丁 庆,成志强,周 彬空中运动目标检测方法有高分辨率宽测绘带的能力㊂高分辨成像技术具有可识别率高㊁抗干扰能力强等优点,宽测绘带能力能够实现广域的空中运动目标的检测㊂因此,研究基于星载SAR系统的空中运动目标检测与成像具有重要意义㊂目前对空中运动目标的检测与成像的研究主要集中在逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aper⁃ture Radar,ISAR)系统方面,通过地基或者岸基雷达发射电磁波照射地面或海面上方的目标[1-3]㊂相对于ISAR系统,星载SAR系统具有更大的灵活性以及优越性㊂基于此,本文提出了一种基于星载SAR系统对空中运动目标检测与成像的方法㊂在ISAR宽带目标检测中,文献[1, 3]提出了相邻相关法,实现在复杂环境中对ISAR 宽带目标进行检测㊂这里,我们将相邻相关法应用于SAR系统的宽带目标检测中,可以实现在低信噪比情况下的动目标检测㊂经过相邻相关处理后,能够使得动目标沿方位向相干积累,因而提高低信噪比情况下动目标的检测性能㊂传统的CFAR检测方法主要针对运动目标成像之后为单点的情况,对于高分辨运动目标成像,由于成像结果不再是单点,CFAR检测方法将不再有效[10]㊂然而,由于经过相邻相关处理后动目标在二维平面中表现为一个尖峰,这使得后续能够继续采用传统的CFAR检测方法对动目标进行检测㊂本文内容安排如下:第二节对多通道动目标信号模型进行了建立;第三节给出了基于相邻相关处理的运动目标检测方法,并给出了本文算法的流程图;第四节对本文所提方法进行了仿真验证;第五节给出了全文总结㊂2摇动目标信号模型 如图1(a)为星载SAR平台对飞行中的飞机进行观测的工作几何模型,卫星平台高度为H,以速度v沿X轴匀速直线运动(这里是等效速度,考虑轨道弯曲影响可以忽略的情况),SAR系统工作于正侧视条带模式㊂图1(b)为在成像斜距平面的投影,飞机原始位置为(X,R b),其中沿X 轴方向速度为v a,径向速度为v r㊂这里假设在星载SAR系统的合成孔径时间内飞机近似作匀速直线运动㊂(a)飞机观测模型(b)二维成像平面的工作几何模型图1 星载SAR工作几何模型这里假设已经经过双通道等效单通道处理,这个处理过程需补偿一个相位项,具体操作可以参考文献[11]㊂经过上述处理后,飞机目标距离第l个通道的距离为: R l(t a)=(X+v a t a-d l-vt a)2+(R b+v r t a)2≈R b+v r t a+(X+v a t a-d l-vt a)2/2R b(1)其中,t a为方位慢时间,d1=-D,d2=0,为对地面杂波进行有效抑制,本文采用双通道SAR系统进行DPCA处理,l=1,2㊂设雷达发射线性调频信号,对双通道的回波信号进行距离脉压后可得: s l(t,t a;d l)=σa r t-2R l(t a)æèçöø÷c a a t a-d læèçöø÷v㊃exp-j4πλR l(t aæèçöø÷)(2)式中,t为距离快时间,σ为目标散射系数,c为光速,a r(㊃)和a a(㊃)分别为雷达LFM信号的窗函数和方位窗函数,γ是发射的线性调频信号的调频率,λ=c/f c为中心频率对应的波长㊂取前后两个通道进行DPCA相消,可得相消后的结果:I(t,t a)=s1(t,t a+D/v;d1)-s2(t,t a;d2)=s2(t,t a;d2)2jsin-2πDv rλæèçöø÷v exp-j2πDv rλæèçöø÷v(3)72李学仕,杨泽民,丁 庆,成志强,周 彬空中运动目标检测方法投稿邮箱:dzxxdkjs@在ISAR 宽带目标检测中,文献[3]提出了相邻相关法,实现在复杂环境中对ISAR 宽带目标进行检测㊂这里,我们将相邻相关法应用于SAR 的宽带目标检测中㊂3摇基于相邻相关处理的运动目标检测方法 在DPCA 后的信号距离匹配滤波之后,目标的相邻两次回波的互相关系数一般都较大,因此,用相邻回波的互相关性可以很好的表现目标回波信号的运动参数特性[1]㊂式(3)回波信号的相邻相关表达式为:R (τ,t m )=∫I (t ,t m )I *(t -τ,t m+1)d t(4)其中,t m 为方位离散后的时间,可以表示为t m =m ㊃T a (T a 为脉冲重复时间,m =1,2,3, ),公式(2)中的常数相位项并不影响后面的分析,为公式表达的简洁,这里先将其忽略㊂公式(2)的距离频域表达式为:I (f r ,t a )=σn A r (f r )a a (t a )㊃exp -j 4πc (f r +f c )R b +v r t a +(X +v a t a -vt a )22R æèçöø÷æèçöø÷b (5)根据时域相关等于频域共轭点乘,然后再作IFFT 变换的原理可以知道,式(4)可以进一步表示为:R (τ,t m )=IFFT (I (f r ,t m )㊃I *(f r ,t m +1))=sin c (A (τ+2Mc ))exp(j 4πM 1λ)㊃exp(j4πM 2λt m)(6)其中,M =M 1+M 2t m(7a)M 1=v r T a +(v a -v )2T 2a +2(v a -v )T a X2R b(7b)M 2=(v a -v )2T aR b(7c)式中,A 为相关匹配量,从式(6)中可以看出,第一个指数项为常数项,在不同的方位时刻,其对应的值造成的相关函数的包络移动量是一个定值;第二个指数项为方位时间的一次项,所对应的距离耦合量会产生相关函数峰值的走动㊂实际上,原始回波信号的方位相位为二次项,通过相邻相关计算后,其方位相位二次项被消除了,只保留二次以下的项㊂可见,相邻相关函数相对于原回波信号而言,具有降阶的作用,当回波信号的包络产生走动时,其对应的相邻相关函数的峰值包络没有走动,当回波信号的包络产生弯曲时,其对应的相邻相关函数的峰值包络只有走动,这一特性将有利于目标的快速检测㊂由式(6)可以得到回波信号相关函数在距离频域-方位时域的表示式为:R (f r ,t m )=exp j 4πc (f r +f c )(M 1+M 2t m æèçöø÷)(8)对式(8)进行keystone 变换,令t m (f c +f r )=f c τm(9)经过keystone 变换后,式(8)变为:R (f r ,τm )=exp j 4πc (M 1(f r +f c )+M 2f c τm æèçöø÷)(10)其中,τm 为新的方位时刻,从式(10)可以看出,产生相邻相关函数峰值走动的耦合量通过keystone 尺度变换已经消除了㊂所以,对式(10)做距离向的IFFT 可以得到,R (τ,τm )=sin c τ+2M 1æèçöø÷c exp j 4πM 1æèçöø÷λexp j 4πM 2λτæèçöø÷m (11)在对相邻相关函数的峰值包络进行校正之后,就可以沿方位向进行相干积累检测运动目标了㊂对式(11)进行方位傅里叶变换可得,R (τ,f η)=sin c τ+2M 1æèçöø÷c sin c f η-2M 2æèçöø÷λexp j4πM 1æèçöø÷λ(12)由于在检测平面动目标进行了有效的相干积累,因此本文的方法适用于在低信噪比情况下动目标的检测㊂同时,传统的CFAR 检测方法主要针对运动目标成像之后为单点的情况,对于高分辨运动目标或成像,由于成像结果不再是单点,CFAR 检测方法将不再有效㊂而本文采用相邻相关对动目标处理后,动目标在检测二维平面中表现为一个尖峰,因而后续可以继续采用传统的CFAR 检测方法㊂在完成动目标检测后,可以对动目标进行聚焦处理㊂为避免由于其径向速度造成谱卷绕的情况,从而导致虚假目标的产生,我们82电子信息对抗技术·第33卷2018年9月第5期李学仕,杨泽民,丁 庆,成志强,周 彬空中运动目标检测方法采用基于Deramp 操作[12]的动目标聚焦方法,使得动目标的多普勒谱能够得到极大的压缩,避免虚假目标的产生,具体聚焦方法参考文献[12]㊂图2给出了动目标检测与成像处理的流程图,在进行DPCA 相消后,采用相邻相关处理后,利用传统的CFAR 检测方法对运动目标进行检测,然后将数据变换到距离频域后,利用基于Deramp 操作方式来构造方位参考函数,进而进行Keystone 变换以及模糊数造成的走动校正,最后利用距离向的逆傅里叶变换以及方位的傅里叶变换即可完成动目标的聚焦处理㊂图2 动目标检测与成像流程图4摇仿真实验 在这一节中,将对本文的算法进行仿真验证,具体的系统仿真参数如表1所示,飞机目标参数以及飞行参数如表2所示㊂表1 星载SAR 系统仿真参数波长0.03m 脉冲宽度6μs 信号带宽75MHz 采样频率100MHz 卫星高度514km 下视角40°等效速度7200m /s 天线方位孔径4m PRF5000Hz通道数2表2 飞机飞行参数飞行高度7.8km 速度510m /s 方向(与x 轴夹角)30度初始位置(-120,30,7800)m飞机尺寸70m×60m×9m 用于仿真实验的飞机三维模型如图3所示㊂星载SAR 系统将同时录取地面回波与飞机回波数据,图4(a)给出了单通道原始回波数据距离脉压后的结果,我们可以看到动目标信号完全被地面杂波所掩盖,图4(b)给出了双通道DPCA 后的结果,杂波被有效地抑制,此时,我们可以清晰地看到动目标信号㊂图3 飞机三维模型(a)单通道距离脉压结果(b)双通道DPCA 结果图4 原始回波数据距离脉压后结果为验证本文算法在低SNR 情况下对动目标检测的有效性,下面给出SNR 为-20dB 情况下的实验结果㊂这里是在进行DPCA 后,对回波数据92李学仕,杨泽民,丁 庆,成志强,周 彬空中运动目标检测方法投稿邮箱:dzxxdkjs@加入SNR 为-20dB 的高斯噪声㊂图5(a)给出了加入噪声后对动目标进行距离脉压后的结果,从图5(a)中可以看到数据中存在较强的噪声,图5(b)给出了动目标的经过相邻相关处理后在动目标检测平面的结果,图5(c)与图5(d)分别给出了距离向剖面图与方位向剖面图,从处理结果中可以看出经过相邻相关处理后噪声在-20dB 的水平,在这种情况下我们依然可以对动目标进行检测,图5(e)给出了动目标的聚焦结果,可以看到动目标聚焦效果良好㊂(a)DPCA后动目标信号(b)动目标检测结果(c)距离向剖面图(d)方位向剖面图(e)动目标聚焦结果图5 SNR =-20dB 情况下动目标处理结果5摇结束语 目前对空中机动目标的检测主要通过ISAR 系统实现空中运动目标的检测㊂然而,ISAR 系统只能部署在陆面等固定场景,其灵活性受到极大的限制㊂因此,本文提出了一种基于星载SAR 系统的空中运动目标检测与成像方法,采用相邻相关方法对动目标进行降阶处理后,利用改进的keystone 方法对动目标进行走动校正,同时完成动目标沿方位向的相干积累后对动目标进行检测,由于对空中运动目标进行了充分的相干积累,因此本文的方法适用于在低信噪比情况下动目标的检测㊂同时,由于动目标在检测二维平面中表现为一个尖峰,因此我们能够利用传统的CFAR 检测方法对运动目标进行检测㊂最后,通过仿真实验验证了本文算法的有效性㊂参考文献:[1] 苏军海,邢孟道,保铮.宽带机动目标检测[J].电子与信息学报,2009,31(6):1283-1287.(下转第45页)3电子信息对抗技术㊃第33卷2018年9月第5期张教镭,李胜红同时到达信号对干涉仪测角影响分析由图5~7仿真结果可见,在不同功率比情况下,同时到达信号测角结果偏向于功率较大信号的来波方向一侧㊂实际测量值可能在两个信号的来波方向之间,也可能在功率较大信号的来波方向之外㊂具体测量值由两个信号间的功率关系和相位关系共同决定㊂4摇结束语 本文通过对干涉仪双信号同时到达物理模型的分析,得出了同时到达条件下干涉仪测角的相位差模型㊂通过在不同条件下对相位差模型的仿真,得到结论如下:1)两个信号同时到达条件下,测角结果呈现周期性,该周期性由两个信号的频差决定;2)测角结果可能位于两个信号来波方向形成的夹角之间,也可能位于夹角之外,偏向于功率较大信号来波方向一侧;当两个信号功率比达到20dB 以上时,测角结果在大信号来波方向附近做小范围周期性波动,基本体现大信号的来波方向值㊂本文建立的数学模型对从事同时到达信号干涉仪测角误差分析和干扰效能评估的工程技术人员有一定的借鉴意义㊂本文结论对采用时域法提取相位的干涉仪系统具有普适意义;对采用频域FFT 法提取相位的干涉仪系统,当同时到达信号落入同一个FFT 子频带内时适用㊂参考文献:[1] DAVID A.电子战基础[M].北京:电子工业出版社,2009.[2] 丁鹭飞.雷达原理[M].3rd ed.西安:西安电子科技大学出版社,2010.[3] 赵国庆.雷达对抗原理[M].2nd ed.西安:西安电子科技大学出版社,2012.[4] 肖果能.实用大学数学手册[M].长沙:湖南科学技术出版社,2008.[5] 胡广书.数字信号处理[M].北京:清华大学出版社,2002.(上接第30页)[2] XU G,XING M D,ZHANG L,et al.Sparse-Aper⁃tures ISAR Imaging and Scaling for Maneuvering Tar⁃gets[J].IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observation and Remote Sensing,2014,7(7):2942-2956.[3] LI Y C,XING M D,SU J H,et al.A New Algorithmof ISAR Imaging for Maneuvering Targets With Low SNR [J].IEEE Transactions on Aerospace and Elec⁃tronic Systems,2013,49(1):543-557.[4] NICOLAS G,GERHARD K,ALBERTOM.Multi⁃channel Azimuth Processing in ScanSAR and TOPS Mode Operation[J]IEEE Transactions on Geoscienceand Remote Sensing,2010,48(7):2994-3008.[5] GEBERT N,KRIEGER G,MOREIRA A.Multi-ChannelScanSAR for High Resolution Ultra-Wide-Swath Imaging[C]//Proceedings of the 7th Eur Conf Synthetic Aper⁃ture Radar,Friedrichshafen,Germany,2008:1-4.[6] GEBERT N,KRIEGER G,YOUNIS M,et al.UltraWide Swath Imaging With Multi -Channel ScanSAR[C]//Proceedings of IEEE Int Geosci Remote Sens Symp,Boston,MA,USA,2008:21-24.[7] GEBERT N,KRIEGER G,MOREIRA A.DigitalBeamforming on Receive:Techniques and Optimiza⁃tion Strategies for High-Resolution Wide-Swath SAR Imaging [J].IEEE Transactions on Aerospace and E⁃lectronic Systems,2009,45(2):564-592.[8] RUNGE H,BALSS U,BREIT H,et al.Space BorneSAR Traffic Monitoring [C]//Proceedings of IRS,Cologne,Germany,2007:1-5.[9] SIKANETA I,DELPHINE CM.Demonstrations ofHRWS and GMTI With Radar SAT-2[C]//Proceed⁃ings of the 9th Eur Conf Synthetic Aperture Radar,Nuremberg,Germany,2012:263-266.[10] SIKANETA I C,GIERULL C H.Adaptive CFAR forSpace-Based Multichannel SAR -GMTI [J].IEEETransactions on Geoscience and Remote Sensing,2012,50(12):5004-5013.[11] SUN G C,XING M D,XIA X G,et al.RobustGround Moving Target Imaging Using Deramp Key⁃Stone Processing [J].IEEE Transactions on Geosci⁃ence and Remote Sensing,2013,51(2):966-982.[12] LIX S,XING M D,XIA X G,et al.Deramp Space-Time Adaptive Processing for Multichannel SAR Sys⁃tems [J ].IEEE Geoscience and Remote SensingLetters,2014,11(8):1448-1452.54。
基于ISAR的飞机目标识别技术研究
基于ISAR的飞机目标识别技术研究近年来，随着无人机及其他航空器飞行安全问题愈加突出，飞机目标识别技术逐渐成为了航空领域的研究热点。
而随着技术的不断进步，ISAR技术的应用在飞机目标识别中表现出色，成为了目前较为前沿的识别手段之一。
I（Inverse）SAR（Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达）技术是在合成孔径雷达技术的基础上发展而来的一种跨越式改进，其能够根据接收到的雷达回波能量，针对特定目标进行图像合成，得到高精度的目标图像。
与传统的机载雷达识别技术相比，ISAR技术可以轻松识别出复杂的航空器目标，以及尽可能减少对外部环境的干扰，有着极高的识别准确率和海量数据处理能力。
在飞机目标识别中，ISAR技术主要可以分为数据采集与数据处理两个部分。
其中，数据采集通常需要通过雷达探测技术，将信号发射至空中目标物体后，接收目标反射回来的信号，并进行处理。
数据处理则是对采集到的反射信号进行分析和处理，提取出目标内容，并进行图像合成，生成最终的目标图片。
相比传统的识别方法，ISAR在飞机目标识别中具有多个优点。
首先，ISAR技术可以通过对反射信号的追踪和合成，减少环境物体的影响，得到更为高质量的目标图像。
其次，ISAR还可以针对不同的距离、角度、甚至角度变化等多种复杂情况下，提取出目标的特征信息，从而实现远距离、无人驾驶等高精度识别。
不过，目前ISAR技术的应用还面临着一些瓶颈。
首先，ISAR技术对数据采集设备和图像处理装置的要求较高，因此实现技术的广泛应用仍需要不断推动设备的性能提升。
其次，针对目标类型不同和环境复杂的不同情况，ISAR技术仍需要不断优化和改进其算法和数据处理方式。
在未来，ISAR技术将在飞机目标识别的应用过程中发挥越来越重要的作用，随着技术的不断发展，将有望成为探测和识别更多目标物体的主要手段之一。
同时，ISAR技术的发展也将推动无人驾驶、智能航空等领域的快速发展，成为保障空中交通安全的关键技术之一。
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SAR-ISAR运动目标检测及成像新
技术探究
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SAR-ISAR运动目标检测及成像新技术探究
SAR/ISAR运动目标检测及成像新技术探究
摘要：
合成孔径雷达（SAR）和逆合成孔径雷达（ISAR）是目前遥感领域中常用的成像技术，广泛应用于军事、航空航天、海洋和地质勘探等领域。
随着科学技术的快速进步，SAR/ISAR技术也在不息地向前演进。
本文主要探究SAR/ISAR运动目标检测及成像的新技术，包括目标检测、成像算法和图像处理等方面。
通过对相关技术的探究，可以提升运动目标检测及成像的效果，为实际应用提供更强大的支持。
一、引言
合成孔径雷达（SAR）和逆合成孔径雷达（ISAR）是一种利用雷达技术进行成像的方法，通过收集回波信号来得到目标的信息。
SAR技术主要适用于目标与雷达平台相对静止的状况下，而ISAR技术则适用于目标和雷达平台相对运动的状况下。
由于其能够对地表目标进行高区分率成像，具有天气无关、全天候、全时段的优势，因此在各个领域得到了广泛应用。
二、SAR/ISAR运动目标检测技术
1. 多通道SAR
多通道SAR技术是提高成像质量的一种重要手段，通过多个接收通道对目标进行接收信号的融合，从而提高成像的区分率和
抗干扰能力。
这种技术不仅可以提高目标的检测概率，还可以减
小虚警率。
2. 成像算法
SAR/ISAR成像算法主要有：时域成像算法、频域成像算法、脉冲压缩技术等。
其中，脉冲压缩技术是一种有效的成像技术，
通过对回波信号进行压缩，可以提高成像区分率和目标检测的能力。
3. 运动补偿
由于雷达平台与目标之间的相对运动，会导致成像结果中出
现模糊和失真现象。
因此，需要对目标的运动进行补偿，以提高
成像质量。
运动补偿技术主要有猜测滤波、相位校正和运动补偿
成像算法等。
三、SAR/ISAR运动目标成像技术
1. 目标外形重构
通过ISAR技术，可以获得目标的高区分率二维图像。
利用
这些图像，可以对目标的外形进行重构，从而获得目标较为精确
的外形信息。
这对于目标识别和目标定位分外重要。
2. 多径分解
多径效应是指回波信号由于存在多条路径而导致的信号干扰
和成像模糊现象。
多径分解技术旨在通过对回波信号进行分解和
滤波，缩减多径效应对成像质量的影响，提高成像的区分率。
3. 成像质量评估
成像质量评估是指对成像结果进行定量化评判，以评估成像
算法的性能。
通过对成像质量的评估，可以选择最佳的成像算法，提高成像效果。
四、SAR/ISAR运动目标检测及成像实例分析
以一个航空器为例，通过SAR/ISAR技术对其进行检测和成像。
起首，通过多通道SAR技术对目标进行接收信号的融合，提
高成像区分率。
然后，利用脉冲压缩技术对回波信号进行压缩处理，进一步提高成像的质量。
接着，通过运动补偿技术对目标的
运动进行补偿，缩减成像结果中的模糊和失真现象。
最后，利用ISAR技术对目标进行成像，并进行目标外形的重构和多径分解处理，得到目标的高区分率二维图像。
五、结论
通过对SAR/ISAR运动目标检测及成像新技术的探究，可以
提高成像质量和目标检测的能力。
多通道SAR、脉冲压缩技术和
运动补偿技术可以提高成像的区分率和抗干扰能力。
借助ISAR
技术，可以对目标进行高区分率成像，并通过目标外形重构和多
径分解等处理方法，获得更加准确的目标信息。
此外，成像质量
的评估也对选择最佳的成像算法具有重要意义。
随着科学技术的
进一步进步，SAR/ISAR运动目标检测及成像技术将在各个领域
得到更广泛的应用
通过对SAR/ISAR运动目标检测及成像新技术的探究，我们
可以得出结论：这些新技术可以显著提高成像质量和目标检测的
能力。
多通道SAR、脉冲压缩技术和运动补偿技术可以提高成像
的区分率和抗干扰能力，使成像结果更加明晰和准确。
ISAR技术则可以对目标进行高区分率成像，并通过目标外形重构和多径分解等处理方法，进一步提高成像的精度和可靠性。
此外，成像质量的评估也对选择最佳的成像算法具有重要意义，以提高成像效果。
随着科学技术的不息进步，我们信任SAR/ISAR运动目标检测及成像技术将在各个领域得到更广泛的应用。