机载雷达的多个分辨率信号处理技术

合成孔径雷达（SAR）利用通过时间积累和自身的运动所获得的很高空间分辨率，可以降低某一给定分辨单元中的背景杂波功率，从而探测出非运动目标。而地面动目标显示（GMTI）雷达为了探测则采用低得多的分辨处理，利用的是实际孔径与动目标和杂波之间的空．时响应的相对差别。因此，SAR和GMTI代表了两种不同的时间处理分辨尺度，它们对探测固定（在SAR情况下）或者外围杂波中的（在GMTI情况下）目标来说是最佳的，并已经单独验证过，能够很好地工作。基于机载雷达数据处理的这种多个分辨率说明，就有可能研究出一种探测技术，该技术将着手优化信号处理分辨尺度（比如时间积累的长度）来与所关注目标的动态情况相匹配。本文研究怎样利用长相参处理时间间隔（CPI）的信号处理技术来改善GMTI雷达的探测性能。     

数字波束形成合成孔径雷达

阐述了最近在Astrium完成的两项SAR研究，简述了大地测量合成孔径成像雷达X型（TSX）卫星的能力。两项研究是在SAR成像模式时采用新颖天线波束形成概念的高分辨率宽条带成像雷达（HRWS）和LCMA（低成本多个馈电天线）。分析了它们的设计、性能和样机框图，并将它们与采用有源相控阵天线的TSX—SAR进行了比较。     

基于通用计算机平台的星载合成孔径雷达成像处理系统

针对通用微型计算机平台的特点，基于面向对象的设计思想，结合工程化的要求，进行了星载合成孔径雷达(SAR)成像处理系统的方案设计和软件实现。该系统能够完成针对真实星载SAR数据的辅助数据处理、轨道参数估计、多普勒参数估计、成像处理、成像结果显示以及产品数据打包等一系列任务，实现从星载SAR回波数据到1级产品数据的处理流程。同时，该系统具有功能完整、精度高、有较强通用性、稳定性、易用性的优点。通过实际运行、测试，证明设计合理、性能稳定。     

基于概率竞争网络的SAR图象舰船目标分割

针对SAR图象固有的乘性斑噪，把概率竞争网络用于SAR图象分割和水上目标检测，充分利用了图象象素间的空间邻接关系，提高了分割、检测的准确性和有效性，取得了较好的结果。     

单通道SAR对任意运动目标的检测和成像

在合成孔径雷达（SAR）图像中，运动目标会引起散焦和／或移位之类的成像误差，这与目标运动方向有关。为了得到准确而清晰的运动目标的图像，目标位置和速度参数是必须知道的。这里提出了一种对任意方向运动的地面目标进行探测、参数估计和成像的算法。该算法主要是评估由常规单通道SAR雷达数据生成的一系列单视SAR图像。用两个观察模型来估计运动目标的位置和速度，考虑了由于运动导致多普勒频谱的混叠。用这种方法，运动目标可以不受其运动方向的影响而被检测到，估计参数被用来补偿SAR图像中的成像误差。最后，目标在场景中的真实运动情况可以在补偿过的图像序列中显现。     

跨大西洋合作AGS雷达（TCAR）：计划和技术概述

鉴于北大西洋公约组织（NATO）空对地监视要求，由6个国家（法国、德国、意大利、荷兰、西班牙和美国）的多个公司共同进行了研制先进SAR／MTI雷达系统的可行性研究。该系统的结构设计是以目前这些国家的雷达项目经验为基础的。本文给出了TCAR项目的计划和技术概述。还讨论了总的技术要求、平台构造和可缩放性、SAR和MTI同时运行的技术方法、雷达总体框架、处理和雷达模式。     

小型SAR探测器MISAR的设计概述和飞行试验结果

空对地观测任务（如环境监控、边境巡逻或侦察与监视任务）越来越多地由无人机（UAV）完成。目前小型UAV（MUAV）达到了高度成熟阶段，并被频繁地部署和完成多种多样的任务。无人机有限的重量负载能力是这些平台的主要缺陷，它们只能装载光电探测设备。因而MUAV任务的先决条件是良好的天气状况，但这在与安全相关的应用中是不现实的。为了克服这个限制，特地为这些小型平台设计了微型SAR探测器MISAR，设计时考虑了典型MUAV负载的限制、飞行特征和任务剖面。本文阐述了MISAR探测器系统的设计考虑、实施和飞行试验结果。     

一种多普勒域走动校正的斜视SAR成像算法

为了解决时域校正走动带来的方位空变性问题,提出了一种在方位多普勒域走动校正的斜视合成孔径雷达（SAR）成像算法。文中利用级数反演理论,将斜距公式展开至三次项,推导出SAR回波信号的两维频谱表达式。再从两维频谱出发,提出了基于两维频谱匹配滤波的斜视SAR成像算法。该算法考虑到距离空变性问题,提出先在两维频域进行走动校正和相位预滤波,接着在距离多普勒域进行线性频率变标的处理方法,经过距离脉压和方位脉压能够得到聚焦良好的SAR图像。此外,该方法与距离徙动（RMA）算法相比可以有效地降低需要处理的数据量。最后,临近空间SAR仿真实验证明本文提出方法的可行性和有效性。     

星载合成孔径雷达的几个发展方向

针对军事领域的应用,介绍了未来星载合成孔径雷达(Spaceborne SAR)的几个重要的发展方向,包括能三维成象的星载干涉合成孔径雷达(InSAR)、星载SAR的动目标检测、星载超宽带SAR、多频多极化星载SAR和分布式星载SAR。对从事星载合成孔径雷达及卫星系统分析和设计的工程技术人员具有一定的参考价值。     

用于SAR、GMTI和海上监视的X波段宽带试验机载雷达

加拿大渥太华的防务研究和发展部门已完成了一种新型多模X波段宽带试验机载雷达（XWEAR）第一阶段的研制工作，这是对合成孔径雷达（SAR）成像、逆合成孔径雷达（ISAR）、地面动目标显示（GMTI）雷达和海上监视雷达的支持研究，特别集中在对小型目标的探测和远距离的面上目标监视。特别关注的领域有：静止和运动目标的SAR成像技术、海上和陆地动目标的时间一频率分析、用于GMTI的空时自适应处理、对海面电磁后向散射特性的研究、自动目标识别和特征提取的特征产生、以及宽带系统对付电子干扰的抗干扰性分析。第一阶段是以SAR和海上监视模式的飞行试验结束的。第二阶段将进行大范围监视GMTI（WASGMTI）和综合SAR-GMTI模式的飞行试验。简述了试验雷达并介绍了它的数据采集能力。区别特征包括X波段的运行、SAR和海上监视的单通道运行以及WAS-GMTI和综合SAR-GMTI的双通道运行。该新型雷达将现有的数字扫描转换器的用途扩大为控制器，已有的商用元件有：发射机、A／D转换器和计算机电路板。定时电路、波形产生器、单通道和双通道的接收机可以按用户需要定制。     

合成孔径雷达光学处理的新成果

本研究项目构建了一个SAR算法分析试验台，并验证了合成孔径数据获取期间对非线性运动目标的聚焦能力。试验台由连接到低端SGI工作站上的ImSyn光电处理机组成。为了支持动目标聚焦，并为成保处理提供必要的用户交互，开发了一套软件工具。用各种各样的模拟数据集和真实SAR数据研究并测试了动目标算法。文中详细描述了已成功应用于SAR与ISAR数据收集处理的方法、算法、有些方法，算法对目标辨别与非合作目标识别也具有意义。     

采用实时MTI处理的双通道雷达系统的飞行试验结果

讨论了实时空时自适应处理（STAP）的两种应用：首先是STAP可以用来抑制杂波和干扰；此外可以用由STAP获得的杂波滤波系数来确定SAR图像中动目标的正确位置。给出了这种实时STAP技术的结果和动目标重新定位技术的结果。用实际SAR数据和测量期间所记录的动目标验证了杂波抑制质量和动目标重新定位精度。     

采用多极化多频天线阵列SAR对簇叶环境下的动目标成像

由于簇叶环境下信杂比较低，因此很难对动目标进行探测成像。本文针对簇叶环境下的动目标成像提出了多频多孔径极化SAR(MFMA POLSAR)系统。MFMA POLSAR将多频天线阵列SAR(MF-SAR)系统扩展为多极化系统。MFMA POLSAR采用全极化达到环境要求的极化效果，使得不同孔径获得的图像相干性最好，可用于获取高精度的相位估测。MFMA POLSAR不仅能对快、慢的动目标进行精确定位，而且还能显示簇叶环境下的动目标。     

通过聚集探测SAR图像中的动目标

本文介绍的是一种在合成孔径雷达（SAR）图像中探测动目标的方法。这种方法是将SAR复图像分成若干分区，分别对各个分区进行聚焦，然后测量聚焦区域中锐度的增长情况，这种方法能敏锐地检测到目标的方位速度，对目标径向加速度的检测尤为敏锐，还能对任意方向的运动进行检测，对于只能检测快速运动目标径向速度的传统多普勒传感动目标指示器而言，这种方法是一种有效的补充。     

采用旋转时频-Radon变换的地面动目标的叶簇穿透SAR成像

本文介绍了旋转傅里叶变换、双线性旋转时频变换和Radon变换的基本概念。根据动目标雷达回波的某种模型，提出了一种采用旋转时频-Radon变换用于树林中动目标SAR成像的方法。     

星载SAR的GMTI技术

根据地面动目标回波信号特性,研究了用于星载合成孔径雷达（SAR）的相位中心偏置天线（DPCA）、沿航迹干涉（ATI）、DPCA-Radon和DPCA-Frft-ATI等地面动目标检测（GMTI）算法。讨论了以实现GMTI为任务的分布SAR小卫星的构型和工作模式,分析了GMTI的最大可检测速度、最小可检测速度和盲速等系统指标,以及分布式SAR系统实现GMTI的难点。     

PAMIR—一种宽带相控阵SAR／MTI系统

在未来的各种监视侦察任务中，机载及星载成像雷达系统必须满足越来越严格的要求。下一代最高水平的合成孔径雷达(SAR)系统将具有高灵敏度地面动目标指示能力和多种复杂工作模式，其中包括高分辨率和远距离成像能力。只有通过运用可重构相控阵天线连同综合宽带系统设计以及多通道能力才能完成各种任务。在FGAN已经设想出一种新的X波段实验雷达，该雷达最终将被改进成拥有由16个自动可重构子孔径组成的电控相控阵，5个独立的接收通道和大约1．8GHz的总信号带宽。这种传感器叫做PAMIR(多功能相控阵成像雷达)。着重用实例说明远距离超高分辨率SAR成像。借助于地面动目标的逆SAR(ISAR)成像也能实现高分辨率。而且，通过空时自适应信号处理和超高3一D分辨率单向干涉SAR(IfSAR)，接收通道的数目将提供地面动目标指示(GMTI)。在一个接收通道和机械控制天线阵列的情况下，PAMIR在其现行发展阶段中是切实可行的。文章介绍了PAMIR的系统设计和预期能力，并提供了高分辨率SAR及ISAR成像的地面及机载实验结果。     

基于二阶Keystone变换的FMCW SAR动目标成像与参数估计

本文研究了一种适用于调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW）合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）的地面动目标成像与参数估计的方法。首先,建立FMCW SAR系统下的动目标回波模型,通过多普勒频移补偿和时频代换,提出了一种基于二阶Keystone变换校正动目标回波距离弯曲的方法。其次,用Hough变换去估计动目标距离向速度,并据此进行距离走动校正。最后,采用Wigner-Hough变换估计动目标的多普勒调频率,通过补偿二次和三次多普勒相位实现动目标的精确聚焦。仿真结果表明：该方法对参数估计有较高的准确性,同时估计的参数对动目标成像有较好的聚焦效果。     

一种干扰环境下的机载SAR慢动目标检测方法

在电磁干扰的环境下,经典的合成孔径雷达(SAR)的成像和地面动日标检测算法的性能将会变差甚至失效,因此研究存在干扰时的高效可行的SAR动目标检测方法具有重要的实际意义.提出一种将自适应波束形成技术和杂波抑制干涉(CSI)技术相结合的阵列天线动目标检测方法.该方法首先采用自适应波束形成技术消除干扰,然后用CSI方法抑制地杂波并实现运动目标的检测.同时,采用不等间距偏置相位中心天线(DPCA)技术,消除了盲速区.从SAR天线结构和空间几何模型人手,详细分析了干扰抑制原理、杂波抑制和动目标检测原理并给出了其实现框图.最后通过计算机仿真,验证了该方法的可行性.     

处理几何学在SAR原始数据聚焦中的作用

合成孔径雷达(SAR)系统要求对接收的回波信号(原始数据)进行聚焦处理以生成高分辨率微波图像。由于平台姿态的不稳定性，或者是由于地球自转效应都可能造成在“倾斜”的坐标系中获取SAR原始数据，即发射接收波束对于正测向存在偏向角。本研究报告利用以条带模式工作的SAR传感器所获得的斜视原始数据，分析了聚焦处理的效果。最后，关于圆锥形非正交参考系统，概括了二维频域SAR处理法。在根据要求选定的处理坐标系中，对由原始数据处理而来的图像，分析了几何、频谱、相位的误差。并证实所用聚焦处理使这些误差为最小值。依据仿真数据求得的实验结果证实了全部理论。而且，还研究了把这种分析推广到偏差具有显著作用的干涉测量的情况。