Impact of rain on wave retrieval from Sentinel-1 synthetic aperture radar images in tropical cyclones

The main objective of our work was to investigate the impact of rain on wave observations from C-band (~5.3 GHz) synthetic aperture radar (SAR) in tropical cyclones. In this study, 10 Sentinel-1 SAR images were available from the Satellite Hurricane Observation Campaign, which were taken under cyclonic conditions during the 2016 hurricane season. The third-generation wave model, known as Simulating WAves Nearshore (SWAN) (version 41.31), was used to simulate the wave fields corresponding to these Sentinel-1 SAR images. In addition, rainfall data from the Tropical Rainfall Measuring Mission satellite passing over the spatial coverage of the Sentinel-1 SAR images were collected. The simulated results were validated against significant wave heights (SWHs) from the Jason-2 altimeter and European Centre for Medium-Range Weather Forecasts data, revealing a root mean square error (RMSE) of ~0.5 m with a 0.25 scatter index. Winds retrieved from the VH-polarized Sentinel-1 SAR images using the Sentinel-1 Extra Wide-swath Mode Wind Speed Retrieval Model after Noise Removal were taken as prior information for wave retrieval. It was discovered that rain did indeed affect the SAR wave retrieval, as evidenced by the 3.21-m RMSE of SWHs between the SAR images and the SWAN model, which was obtained for the ~1000 match-ups with raindrops. The raindrops dampened the wave retrieval when the rain rate was < ~5 mm/hr; however, they enhanced wave retrieval for higher rain rates. It was also found that the portion of the rain-induced ring wave with a wave number > 0.05 rad/m (~125 m wavelength) was clearly observed in the SAR-derived wave spectra.     

逆合成孔径雷达信号处理方法研究进展

在简要评述国内外现有的逆合成孔径雷达（ISAR）信号处理的运动补偿和成象方法之后，介绍了南京航空航天大学ISAR课题组近年来在ISAR信号处理方法研究中取得的主要进展，包括基于多散射点定位观点的雷达成象观测模型，基于最大似然原理的同时运动补偿和成象方法，基于最大似然原理的多目标成象方法和基于时频分析的多目标成象方法，以及超分辩成象方法，文末指出了在ISAR信号处理方面有待进一步研究的问题。     

星载合成孔径雷达回波多普勒频率的计算

从星载合成孔径雷达（ＳＡＲ）与目标的相对运动关系出发，以ＳＡＲ发射信号的波长、卫星的轨道参数和目标的位置（地心经纬度）为已知条件，导出了计算目标回小以的多普勒频率的解析公式，这对于星载ＳＡＲ系统的性能 初步设计具有重要作用。     

稀疏孔径成像系统发展概况

介绍了稀疏孔径成像系统的发展现状。重点介绍了系统的成像原理和种类，国外的研究进展以及系统实现的关键技术和应用前景。     

曲线合成孔径雷达最佳孔径研究

基于曲线合成孔径雷达原理与空间几何关系，讨论了曲线合成孔径雷达信号模型与成像方法，推导出目标的一维信号模型、二维信号模型，并将其扩展到了三维信号模型。考虑到不同的曲线孔径形状将对方位分辨率和高度分辨率有不同影响，详细研究了各种不同形状的曲线孔径，分析和对比了各种形状的孔径，给出了各自的优缺点和适用条件。结论是上下、左右对称的孔径形状较不对称的效果更优，L型孔径将导致很高的旁瓣。仿真实验可以对真实飞行航迹起指导作用。     

合成孔径雷达与动目标检测

在合成孔径雷达（ＳＡＲ）中，雷达与目标之间相对运动的精确知识是相干处理回波形成高方位分辨率图像的基础。因此，在ＳＡＲ中，对未知运动目标的检测和成像成为一个重要而困难的研究课题。本文较详细地阐述了ＳＡＲ中进行动目标检测的若干方法，包括反射率频移法、多视图像位移法和多天线多通道处理技术。还论述了动目标的定位和速率的估值等问题。     

星载SAR模糊特性及其工程设计

分析了星载合成孔径雷达产生模糊的机理及其与系统参数的关系，叙述了在宽广可视观测带曲，达到较好图像模糊度特性的优化设计原则，并提出了星载ＳＡＲ模糊性能的工程设计方法。     

机载SAR动目标成象研究

在分析机载合成孔径雷达运动目标成象特点的基础上，探讨了一种动目标成象的前置滤波方法，指出其存在的问题，提出了在前置滤波后进行参数估计的后处理形成，该方法基于时间－频率联合分析法，能得到运动目标的精细成象结果，计算机模拟验证了方法的有效性。     

用整数小波变换进行无失真SAR图像压缩

介绍了利用提升方案(lifting scheme)构造小波变换的3个主要优点,给出了几个整数到整数可逆小波变换对,讨论了SAR图像的特点,提出了一种利用整数到整数小波变换进行无失真SAR图像压缩的方法.该方法具有速度快、可进行同址运算和能进行分级传输等特点.比较了对ERS-1单视SAR图像和IEEE标准测试图的压缩结果,表明性能要略优于DPCM(Differential Pulse Code Modulation)方法,且只须对单视SAR图像作一级小波分解,分解级数增加会使压缩效果变差.     

目标的微波散射成像方法

提出了一种适用于隐匿武器探测、打击走私以及公共场合安检的微波成像探测方法.该方法要求雷达在一个二维平面上扫描,即合成一个平面孔径,通过对雷达接收回波数据的合成孔径处理可以提高雷达的成像分辨率以及对目标的探测能力.雷达可以工作在准单站模式下且只需以单色波照射目标,利用接收到的目标的散射回波的相位和幅度信息重构出目标的二维像.提出了一种适用于近场条件下二维图像的重构算法,并对算法做了详细推导,利用该算法对模拟和实测数据进行了处理.结果表明该算法具有良好的空间分辨率和辐射分辨率,以及在不进行三维成像的条件下可以实现距离向目标的探测.