基于时域弹跳射线与BP算法的聚束SAR目标电磁成像快速仿真方法

1

作者 杨鹏举 张蓉 +1 位作者 吴瑞 田炜 《电波科学学报》 北大核心 2025年第1期80-88,共9页

针对复杂群目标合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)电磁成像快速模拟问题,采用一种基于宽度优先搜索(breadth-first search,BFS)算法进行K-d树构建,显著提升了时域弹跳射线(time-domain shooting and bouncing ray,TDSBR)法的... 针对复杂群目标合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)电磁成像快速模拟问题,采用一种基于宽度优先搜索(breadth-first search,BFS)算法进行K-d树构建,显著提升了时域弹跳射线(time-domain shooting and bouncing ray,TDSBR)法的射线追踪效率。使用TDSBR法分析了复杂电大尺寸目标的时域电磁响应特性,结合后向投影(back-projection,BP)算法对雷达回波信号进行聚焦处理进而获得了复杂目标的高分辨SAR图像。通过与FEKO软件中的频域射线追踪算法进行对比,验证了本文TDSBR算法在复杂群目标SAR电磁成像快速模拟中的有效性和高效性。 展开更多

关键词 电磁散射 K-D树 时域弹跳射线(TDSBR)法 后向投影(BP)算法 聚束合成孔径雷达(SAR)成像

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非线性参数结构系统的参数识别 被引量：5

2

作者 赵昕 李杰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期113-117,共5页

本文对基于时域信息的非线性参数系统参数识别问题进行了研究。首先提出了一种非线性参数系统的分类方法。然后对非线性参数系统的参数化问题进行了讨论。本文提出用NEWTONRAPHSON方法进行非线性参数系统识别方程的求解 ,并用埃特金加... 本文对基于时域信息的非线性参数系统参数识别问题进行了研究。首先提出了一种非线性参数系统的分类方法。然后对非线性参数系统的参数化问题进行了讨论。本文提出用NEWTONRAPHSON方法进行非线性参数系统识别方程的求解 ,并用埃特金加速法提高迭代收敛的速度。文章的最后以剪力墙参数的识别问题为例演示了本文所提方法的有效性。数值算例表明 ,识别结果的精度和识别耗时对参数初值的选取并不敏感。 展开更多

关键词 非线性参数结构系统 参数识别 NEWTON-RAPHSON法 埃特金加速法 收敛速度 时域信息 虎克定律

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一种超宽带穿墙雷达的三维成像算法研究 被引量：5

3

作者 孙佳佳 童创明 +1 位作者 钟卫军 毛苗 《微波学报》 CSCD 北大核心 2012年第5期11-16,共6页

提出了一种应用于超宽带穿墙雷达的三维成像算法。在研究后向投影算法原理的基础上,构建了电磁波穿透介质墙的数学模型,补偿了电磁波在墙体中传播的时间延迟,推导了基于偶极子近场辐射模型的穿墙改进后向投影算法,给出了算法的实现流程... 提出了一种应用于超宽带穿墙雷达的三维成像算法。在研究后向投影算法原理的基础上,构建了电磁波穿透介质墙的数学模型,补偿了电磁波在墙体中传播的时间延迟,推导了基于偶极子近场辐射模型的穿墙改进后向投影算法,给出了算法的实现流程。利用FDTD得到采样数据,运用算法的具体流程实现对介质墙存在下的目标进行三维成像。验证了算法的有效性,分析了墙体和目标间耦合作用对成像效果的影响。 展开更多

关键词 超宽带雷达 后向投影算法 偶极子 穿墙成像 时域有限差分法

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高斯波包散射体成像方法 被引量：3

4

作者 李辉 殷俊锋 +2 位作者 王华忠 刘守伟 刘太臣 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期273-282,共10页

在Gabor域描述散射体,且入射波场为短时宽带信号时,扰动波场可以在频率域用高斯束或在时间域用高斯波包描述。在此基础上,提出一种散射体成像方法,该方法对数据进行特征高斯波包分解,分解出的高斯波包独立反传,反传的高斯波包反投影到... 在Gabor域描述散射体,且入射波场为短时宽带信号时,扰动波场可以在频率域用高斯束或在时间域用高斯波包描述。在此基础上,提出一种散射体成像方法,该方法对数据进行特征高斯波包分解,分解出的高斯波包独立反传,反传的高斯波包反投影到模型域得到一个Gabor函数描述的散射体(简称Gabor散射体)。将所有Gabor散射体叠加可以得到最终的成像结果。高斯波包散射体成像结果具有模型域的量纲,计算量较小且应用灵活。数值实验表明,本文提出的散射体成像方法精度较高,成像策略和流程适用于一般散射体。 展开更多

关键词 高斯波包 扰动波场 散射体 成像 GABOR函数

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基于时域有限元的近场单站导体柱微波成像 被引量：2

5

作者 刘昆 廖成 +1 位作者 卫涛 张双文 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期969-972,共4页

介绍了一种在自由空间中对导体柱近场单站电磁成像的时域数值方法。提出以不均匀分布的点——离散点描述法,来代替通常采用的有限项三角级数逼近的形状函数来描述散射体。在正过程中采用时域有限元法获得其近区散射场,逆过程则通过遗传... 介绍了一种在自由空间中对导体柱近场单站电磁成像的时域数值方法。提出以不均匀分布的点——离散点描述法,来代替通常采用的有限项三角级数逼近的形状函数来描述散射体。在正过程中采用时域有限元法获得其近区散射场,逆过程则通过遗传算法来寻找最优解。以不均匀分布于导体表面点的矢径的模作为优化变量。以在整个迭代过程中,目标散射场和计算散射场的误差总和与目标散射场场值绝对值之和的比值作为目标函数,使目标函数达到最小值来获得导体柱在自由空间中的电磁成像。 展开更多

关键词 微波成像 时域有限元 遗传算法

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超宽带雷达时域成像算法及仿真 被引量：1

6

作者 戴乐 黄仕家 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2003年第2期11-14,共4页

基于远场散射理论 ,将 Radon变换理论引入到远场微波成像领域。给出超宽带雷达信号的概念 ,提出由超宽带雷达信号散射远场重建理想导体目标简捷的时域成像公式和实现算法。经计算机模拟 ,实现得到导体球清晰的像 。

关键词 超宽带信号 时域成像算法 RADON变换 超宽带雷达 仿真 雷达成像

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外场RCS测量中背景杂波抑制技术研究 被引量：1

7

作者 李勇 胡伟东 +1 位作者 张洋 文斌 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期65-68,106,共5页

针对实际外场环境下军事目标RCS测量中背景杂波抑制需要,在背景矢量相减、软硬件距离门控制等背景杂波抑制技术基础上,将背景矢量相减后的目标回波频域数据作IFFT变换,得到一维高分辨率距离像,再根据目标区位置、尺寸等参数,选择合适的... 针对实际外场环境下军事目标RCS测量中背景杂波抑制需要,在背景矢量相减、软硬件距离门控制等背景杂波抑制技术基础上,将背景矢量相减后的目标回波频域数据作IFFT变换,得到一维高分辨率距离像,再根据目标区位置、尺寸等参数,选择合适的时域加窗信号,将加窗后的距离像再作FFT变换到频域,最后将一维距离像反演得出目标RCS值。实际外场测试结果表明,综合应用背景杂波抑制技术能够提高RCS测量的信噪比和精度。 展开更多

关键词 背景矢量相减 距离门控制 时域加窗 一维距离像反演RCS算法

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多发多收的无源雷达成像研究

8

作者 刘玉春 支联合 +1 位作者 李晋 程琳 《湘潭大学自然科学学报》 CAS 北大核心 2016年第2期94-98,共5页

首先提出了一个单发多收的无源雷达成像系统,并给出了该系统的时域算法.然后针对所需接收机较多、系统过于复杂的问题,又提出一种多发多收的成像系统,并给出了其处理算法.多发多收系统的复杂度大大降低,其分辨率更佳,副瓣也被充分抑制.... 首先提出了一个单发多收的无源雷达成像系统,并给出了该系统的时域算法.然后针对所需接收机较多、系统过于复杂的问题,又提出一种多发多收的成像系统,并给出了其处理算法.多发多收系统的复杂度大大降低,其分辨率更佳,副瓣也被充分抑制.在理论分析基础上,多发多收系统取得较好的仿真结果,验证了所提系统和算法的有效性. 展开更多

关键词 无源雷达 固定目标成像 时域成像算法 多发多收成像系统

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一种加速时域成像算法及其自聚焦方法 被引量：1

9

作者 曾乐天 梁毅 +2 位作者 李震宇 怀园园 邢孟道 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期1-5,70,共6页

针对机载合成孔径雷达的导航系统精度不足这一问题,提出了一种与自聚焦方法相结合的加速时域成像算法.通过引入全局虚拟极坐标系,构建出聚焦域和相位历程域之间的傅里叶变换对关系,并采用基于加权最小均方相位梯度自聚焦方法实现运动误... 针对机载合成孔径雷达的导航系统精度不足这一问题,提出了一种与自聚焦方法相结合的加速时域成像算法.通过引入全局虚拟极坐标系,构建出聚焦域和相位历程域之间的傅里叶变换对关系,并采用基于加权最小均方相位梯度自聚焦方法实现运动误差高精度补偿.该方法采用快速傅里叶变换实现子图像的融合过程,避免了耗时的二维插值操作,且易与高精度自聚焦算法相结合,提取信号中的残余运动误差并补偿,提高成像质量. 展开更多

关键词 合成孔径雷达 加速时域成像算法 傅里叶变换对 加权最小均方相位梯度自聚焦

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基于精确时延并行时域算法的低频合成孔径系统 被引量：2

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作者 周跃涛 王朋 黄海宁 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期698-704,共7页

为了提高对掩埋目标的探测能力以及成像分辨率,本文提出了一种基于精确时延并行时域逐点算法的低频合成孔径掩埋目标探测系统,该系统包括3个部分:宽带信号发射系统、信号采集系统及信号处理系统。信号处理系统采用基于精确时延的并行时... 为了提高对掩埋目标的探测能力以及成像分辨率,本文提出了一种基于精确时延并行时域逐点算法的低频合成孔径掩埋目标探测系统,该系统包括3个部分:宽带信号发射系统、信号采集系统及信号处理系统。信号处理系统采用基于精确时延的并行时域逐点成像算法进行成像处理。相比于传统的时域合成孔径成像算法,基于精确时延的并行时域逐点成像算法,可以有效地解决掩埋目标成像中由于水中和沉积层中声速的剧烈变化导致的散焦问题,具有对此类目标更高的成像分辨率,并且其计算效率更高,具有实时性上的优势。基于该成像算法,设计并实现了一套实时低频合成孔径掩埋目标探测系统,通过多次湖上及海上实验对该系统进行测试,实验结果表明:该系统可以有效获取水下掩埋目标图像,并且聚焦效果良好。 展开更多

关键词 声呐信号处理 水声成像 掩埋目标探测 合成孔径 时域逐点成像算法 精确时延 成像分辨率 并行算法

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近场雷达三维成像技术综述 被引量：2

11

作者 姜浩浩 曲卫 童菲 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第11期25-30,共6页

随着恐怖袭击事件的不断增加,雷达成像系统不仅限于成像,还拓展到了对一些隐匿危险目标的探测领域。目前国内已投入商业化应用的安检系统多数是二维成像模式。相对于三维成像,二维成像是有很多局限性的,如空间模糊和阴影效应等。近场雷... 随着恐怖袭击事件的不断增加,雷达成像系统不仅限于成像,还拓展到了对一些隐匿危险目标的探测领域。目前国内已投入商业化应用的安检系统多数是二维成像模式。相对于三维成像,二维成像是有很多局限性的,如空间模糊和阴影效应等。近场雷达成像技术逐渐向三维成像发展,该技术可应用于安检、穿墙探测等多种情景。首先叙述了近场雷达三维成像系统的国内外研究现状,包括毫米波近场三维成像系统、太赫兹三维成像系统以及穿墙三维成像系统,然后叙述了近场雷达三维成像算法的国内外研究现状,包括近场时域三维成像算法和近场频域三维成像算法,并对近场雷达三维成像技术存在问题进行了总结与展望。 展开更多

关键词 近场 雷达 三维成像 时域算法 频域算法

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样本内部缺陷的太赫兹光谱成像与算法优化 被引量：1

12

作者 陈儒 杨义勤 +4 位作者 秦凡凯 孟昭晖 苗昕扬 赵昆 詹洪磊 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期265-271,共7页

利用太赫兹时域光谱成像技术检测了存在内部缺陷的高分子3D打印样本,获得了太赫兹时域光谱成像图。初步结果表明,样本中的缺陷与材料自身对太赫兹波的吸收及反射存在差异,太赫兹光谱成像可直接表征3D打印材料的外部缺陷,但对存在于样本... 利用太赫兹时域光谱成像技术检测了存在内部缺陷的高分子3D打印样本,获得了太赫兹时域光谱成像图。初步结果表明,样本中的缺陷与材料自身对太赫兹波的吸收及反射存在差异,太赫兹光谱成像可直接表征3D打印材料的外部缺陷,但对存在于样本内部的缺陷,太赫兹光谱成像结果尚需进一步优化。进一步研究发现,利用高斯加噪、叠加融合、最小二乘去噪等算法对内部缺陷的光谱图像进行优化,能够得到清晰的太赫兹时域光谱图像。因此,利用太赫兹时域光谱成像技术及优化算法,能够实现对有机高分子3D打印材料内部缺陷的表征。 展开更多

关键词 光谱学 图像处理 缺陷检测 太赫兹时域光谱 优化算法

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两种SAR成像算法仿真比较

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作者 李明理 黄月 《电子科技》 2015年第8期74-76,共3页

合成孔径雷达(SAR)成像的实时性能与采用的成像算法密切相关,文中对时域相关卷积和频域相乘这两种典型的SAR成像算法进行仿真比较研究,得到频域相乘SAR成像算法在运行时间上比时域相关卷积更具优势,对像素大小为8711240的图像的成像仿... 合成孔径雷达(SAR)成像的实时性能与采用的成像算法密切相关,文中对时域相关卷积和频域相乘这两种典型的SAR成像算法进行仿真比较研究,得到频域相乘SAR成像算法在运行时间上比时域相关卷积更具优势,对像素大小为8711240的图像的成像仿真表明前者所耗时间约是后者的10%。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 成像算法 时域卷积 频域相乘 运行时间

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一种应用于地下腔体成像的新超宽带成像算法 被引量：1

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作者 姬伟杰 刘平 +1 位作者 李杰 韩潇弘毅 《现代导航》 2015年第5期441-447,435,共8页

为能有效地对地下空穴进行探测和识别,提出了一种基于基本振子线电流辐射模型的改进后向投影算法。分析了地下介质的物理模型,构建了地下腔体的成像模型及基于FDTD的全波电磁仿真模型,推导了半空间电磁波传播时延补偿的计算公式,验证了... 为能有效地对地下空穴进行探测和识别,提出了一种基于基本振子线电流辐射模型的改进后向投影算法。分析了地下介质的物理模型,构建了地下腔体的成像模型及基于FDTD的全波电磁仿真模型,推导了半空间电磁波传播时延补偿的计算公式,验证了改进成像算法对地下腔体成像的有效性;分析了目标照射面结构对成像的影响,分别对照射面为凸面、平面、凹面三类目标进行了成像分析,得到能对凸面、平面照射面进行有效成像但不能对凹面照射面进行有效成像的结论,在岩、土体中孔穴的成像中得到了验证,并给出了多个孔穴存在时的三维像。 展开更多

关键词 地下腔体成像 后向投影算法 时域有限差分法 时延补偿

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基于TX2的微型SAR实时成像信号处理技术

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作者 姚森 李和平 白浩琦 《电子技术应用》 2023年第11期160-164,共5页

微型合成孔径雷达实时成像处理系统使用GPU实现,该系统以波数域成像算法为基础,采用两步运动补偿方法补偿无人机平台的运动误差,然后使用相位梯度自聚焦算法补偿残留相位误差。基于NVIDIA公司TX2开发板对实时成像处理系统进行了算法开... 微型合成孔径雷达实时成像处理系统使用GPU实现,该系统以波数域成像算法为基础,采用两步运动补偿方法补偿无人机平台的运动误差,然后使用相位梯度自聚焦算法补偿残留相位误差。基于NVIDIA公司TX2开发板对实时成像处理系统进行了算法开发与验证,结合GPU特性对成像算法并行化处理,在18.5 s内实现了16k×8k点的数据处理。试验结果验证了实时成像处理系统的有效性。 展开更多

关键词 微型合成孔径雷达 波数域成像算法 GPU 实时成像处理器

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基于加速度计的滑坡前兆位移监测装置

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作者 秦磊 张迪 +2 位作者 刘炳杰 陈华民 李青 《现代电子技术》 2023年第18期1-7,共7页

为对滑坡前期的土体位移进行实时连续监测,减小山体滑坡带来的危害,文中设计一种以单片机为核心,以MEMS加速度计为采集终端的滑坡前兆位移监测装置。首先采用单片机对采集终端采集的加速度数据进行预处理;然后使用时域积分算法将加速度... 为对滑坡前期的土体位移进行实时连续监测,减小山体滑坡带来的危害,文中设计一种以单片机为核心,以MEMS加速度计为采集终端的滑坡前兆位移监测装置。首先采用单片机对采集终端采集的加速度数据进行预处理;然后使用时域积分算法将加速度信号转换成位移,通过LoRa无线模块将加速度数据和位移结果传输到PC端,实现实时连续在线监测;最后采用卡尔曼滤波算法(OE-KF)对加速度信号进行预处理,还原出更加真实的滑坡前期的土体运动状态,再使用太阳能供电系统来实现能量供给,维持传感器在野外长期稳定的工作。根据滑坡前的土体运动状态设计模拟实验,实验结果表明,所设计装置能够对地表滑坡前期的土体位移进行较为精确的测量,最大相对误差为2.25%,可为滑坡灾害预警预报系统提供科学有效的依据。 展开更多

关键词 滑坡前期 土体位移 位移监测装置 MEMS加速度传感器 卡尔曼滤波 时域积分算法 LoRa无线模块

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