一种改进的全息SAR相位梯度自聚焦算法

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作者 黄丰卓 冯东 +1 位作者 华洋晟 黄晓涛 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第6期1786-1795,共10页

全息合成孔径雷达(holographic synthetic aperture radar,HoloSAR)成像是一种SAR三维成像模式,通过不同空间维度的观测提供丰富的目标散射信息。相位梯度自聚焦(phase gradient autofocus,PGA)是一种高效的相位误差补偿方法,其缺陷在... 全息合成孔径雷达(holographic synthetic aperture radar,HoloSAR)成像是一种SAR三维成像模式,通过不同空间维度的观测提供丰富的目标散射信息。相位梯度自聚焦(phase gradient autofocus,PGA)是一种高效的相位误差补偿方法,其缺陷在于无法估计相位误差中的线性分量,会造成HoloSAR子孔径成像结果高度偏移。因此,提出一种改进的PGA方法,将图像偏置算法拓展至三维成像,用于估计PGA中的残余线性相位误差,从而解决HoloSAR子孔径图像之间的高度偏移问题。所提方法能够在回波域和图像域联合校正相位误差,相比于现有方法更加简便、高效。仿真目标和GOTCHA实测数据的处理结果证实了所提方法的有效性和实用性。 展开更多

关键词 三维成像 全息合成孔径雷达 相位误差校正 相位梯度自聚焦

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一种改进的相位梯度自聚焦算法 被引量：14

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作者 李燕平 邢孟道 保铮 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期386-391,427,共7页

当相位梯度算法挑选的散射点不是孤立散射点时,导致相位误差估计的准确性下降.对相位梯度算法中特显点的选取方法进行了改进,提出了一种基于自适应孤立特显点选择的相位梯度方法.该方法首先利用方位滑窗对各像素点进行质量评估,从而挑... 当相位梯度算法挑选的散射点不是孤立散射点时,导致相位误差估计的准确性下降.对相位梯度算法中特显点的选取方法进行了改进,提出了一种基于自适应孤立特显点选择的相位梯度方法.该方法首先利用方位滑窗对各像素点进行质量评估,从而挑选出质量最好的孤立特显点用于相位误差估计,接着利用质量评估值指导多个特显点的加权综合以进一步提高相位误差估计的精度.分析和实测数据表明,对于强散射点不孤立的场景,该方法的适用性更好. 展开更多

关键词 合成孔径雷达 相位梯度算法 自聚焦 雷达成像

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相位梯度自聚焦在FFBP聚束SAR处理中的应用 被引量：6

3

作者 李浩林 陈露露 +2 位作者 张磊 邢孟道 保铮 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期26-32,共7页

基于孔径分解和图像递归融合的快速分解后向投影算法具备接近频域算法的运算复杂度和媲美后向投影算法的聚焦性能.与频域成像算法不同,使用快速分解后向投影算法重建的直角坐标系图像或极坐标系图像均无法满足传统自聚焦方法的使用条件... 基于孔径分解和图像递归融合的快速分解后向投影算法具备接近频域算法的运算复杂度和媲美后向投影算法的聚焦性能.与频域成像算法不同,使用快速分解后向投影算法重建的直角坐标系图像或极坐标系图像均无法满足传统自聚焦方法的使用条件.为了解决这个问题,在原快速分解后向投影算法的基础上创新地引入了虚拟极坐标系,提出了改进快速分解后向投影算法,为自聚焦处理提供图像域与距离压缩相位历程域之间的傅里叶变换对关系.其次,建立全新的重叠子孔径构型,提出了嵌套多孔径相位梯度自聚焦的改进快速分解后向投影算法.最后,利用X波段聚束合成孔径雷达实测数据对该方法进行了验证. 展开更多

关键词 改进快速分解后向投影 虚拟极坐标系 傅里叶变换对 相位梯度自聚焦 运动补偿

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相位梯度自聚焦算法在条带模式SAR中的应用 被引量：6

4

作者 武昕伟 朱兆达 朱岱寅 《数据采集与处理》 CSCD 2002年第4期437-440,共4页

相位梯度自聚焦 ( PGA)算法是一种稳健的高分辨 SAR相位校正方法 ,在 SAR领域得到广泛应用。但PGA是对聚束模式成像提出的 ,不能直接用于条带模式。本文利用两种模式之间的内在联系 ,将条带模式 SAR数据分块处理 ,等效成聚束模式数据。... 相位梯度自聚焦 ( PGA)算法是一种稳健的高分辨 SAR相位校正方法 ,在 SAR领域得到广泛应用。但PGA是对聚束模式成像提出的 ,不能直接用于条带模式。本文利用两种模式之间的内在联系 ,将条带模式 SAR数据分块处理 ,等效成聚束模式数据。然后 ,用聚束照射 SAR成像算法实现成像 ,此时就可以利用 PGA完成各块子图像的自聚焦过程 ,最后将各子图像适当拼接 ,从而实现条带模式 SAR的 PGA处理 ,外场数据的处理证实了本文方法的可行性 ,同时 ,分块处理条带 SAR数据实现了聚束照射 SAR与条带模式 SAR成像算法上的统一。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 相位梯度自聚焦算法 条带模式 SAR 成像算法 距离-多普勒成像算法

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相位梯度自聚焦算法的性能分析及改进 被引量：6

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作者 陈琦 李景文 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期131-134,共4页

描述了相位梯度自聚焦 (PGA)算法的实现步骤 .基于对PGA算法的性能分析及对PGA算法的基本步骤所起作用的研究 ,提出了两种改进的方法 .首先 ,通过对加窗方法的改进 ,提高了算法的聚焦速度 ;另外 ,通过选择适当的距离行进行处理 。

关键词 合成孔径雷达 相位误差 相位梯度自聚焦

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条带式合成孔径声呐相位梯度自聚焦算法 被引量：6

6

作者 张友文 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期156-160,共5页

相位梯度自聚焦(PGA)算法是一种稳健的高分辨SAR相位校正方法,在SAR领域得到广泛应用;但PGA是针对聚束式合成孔径雷达提出的,不能直接用于条带式合成孔径声呐,为补偿小运动误差对合成孔径声纳图像造成的影响,文中考察了条带式合成孔径... 相位梯度自聚焦(PGA)算法是一种稳健的高分辨SAR相位校正方法,在SAR领域得到广泛应用;但PGA是针对聚束式合成孔径雷达提出的,不能直接用于条带式合成孔径声呐,为补偿小运动误差对合成孔径声纳图像造成的影响,文中考察了条带式合成孔径声呐运动误差模型和聚束合成孔径声呐运动误差模型之间的内在关系,推导了条带式合成孔径声呐的误差模型,提出了把相位梯度自聚焦应用到条带式合成孔径声呐的相应方式.首先,将条带式合成孔径声呐的成像沿方位向分割为有重叠的小的条带,然后,用聚束式PGA算法分别对各分块后的图像进行自聚焦处理,最后将各聚焦后的分块图像以适当的方式拼接在一起形成新的图像,从而实现条带模式合成孔径声呐的PGA处理.水池数据的处理证实了本文方法的可行性和有效性. 展开更多

关键词 相位梯度自聚焦 条带式合成孔径声呐 聚束式合成孔径声呐

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一种适用于机载/固定站构型BiSAR成像的改进相位梯度自聚焦方法

7

作者 周松 包敏 +2 位作者 陈士超 邢孟道 保铮 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期1456-1463,共8页

在机载/固定站构型双站合成孔径雷达(Airborne/Stationary Bistatic Synthetic Aperture Radar,A/S-BiSAR)成像中,回波信号方位不变性的假设不再成立;完成距离徙动校正和距离压缩之后,同一距离单元处信号的多普勒调频率具有沿方位向变... 在机载/固定站构型双站合成孔径雷达(Airborne/Stationary Bistatic Synthetic Aperture Radar,A/S-BiSAR)成像中,回波信号方位不变性的假设不再成立;完成距离徙动校正和距离压缩之后,同一距离单元处信号的多普勒调频率具有沿方位向变化的特性。该信号特性导致了传统的相位梯度自聚焦(Phase Gradient Autofocus,PGA)方法对相位误差的估计精度显著下降。针对该问题,该文提出了一种改进PGA方法。与传统PGA方法相比,该方法通过增加对样本信号的剩余二次相位补偿,有效减小了变化的多普勒调频率对相位误差估计的影响,从而提高了对相位误差的提取精度;此外,该方法考虑了对距离空变相位误差的估计和补偿,使之适用于宽测绘带条件下的A/S-BiSAR成像。实测数据的处理和分析验证了该文方法的有效性。 展开更多

关键词 双站合成孔径雷达(BiSAR) 机载 固定站构型 剩余二次相位 相位梯度自聚焦(pga)

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双基地合成孔径雷达相位梯度自聚焦算法

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作者 曾海彬 李涛 刘华 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2008年第2期196-200,共5页

研究并提出了一种双基地合成孔径雷达(BSAR)相位梯度自聚焦(PGA)算法。首先分析了PGA算法的推导过程,对其推导前提和适用范围进行了研究,指出其应用于BSAR自聚焦的合理性。然后对BSAR两维分辨矢量及点扩展函数特性进行分析,得出误差导... 研究并提出了一种双基地合成孔径雷达(BSAR)相位梯度自聚焦(PGA)算法。首先分析了PGA算法的推导过程,对其推导前提和适用范围进行了研究,指出其应用于BSAR自聚焦的合理性。然后对BSAR两维分辨矢量及点扩展函数特性进行分析,得出误差导致图像散焦的方向。根据双基地SAR图像特点,提出了当PGA算法应用于BSAR时应根据成像几何对图像进行旋转,沿垂直距离分辨方向进行的方法。计算机仿真证明改进后的PGA算法是一种有效的双基地SAR自聚焦算法。 展开更多

关键词 双基地合成孔径雷达 相位误差 相位梯度自聚焦

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随机样本选择的合成孔径雷达距离空变相位梯度自聚焦算法 被引量：3

9

作者 孟智超 张磊 +1 位作者 卢景月 李军 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期3828-3835,共8页

针对距离依赖的相位梯度自聚焦(phase gradient autofocus,PGA)算法中样本选择的问题,本文提出了一种新的基于随机样本选择的距离依赖PGA(range-dependent PGA,RDPGA)算法。不同于传统算法利用固定门限对特显点样本进行硬剔除的选择方式... 针对距离依赖的相位梯度自聚焦(phase gradient autofocus,PGA)算法中样本选择的问题,本文提出了一种新的基于随机样本选择的距离依赖PGA(range-dependent PGA,RDPGA)算法。不同于传统算法利用固定门限对特显点样本进行硬剔除的选择方式,该算法利用样本的信杂比(signal to clutter ratio,SCR)构造了样本选择概率密度函数,在每次PGA迭代估计过程中,利用该概率密度函数对样本进行随机选择。随机样本选择方法不仅通过增加距离依赖样本的丰富性保证了RDPGA的估计精度,同时还保证了高质量样本在模型参数估计中提供较高贡献,在保持高效性的同时进一步提升了算法的稳健性。实测数据处理结果表明所提算法具有较高的估计精度和稳健性。 展开更多

关键词 自聚焦 相位梯度自聚焦 随机样本选择

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相位梯度自聚焦算法在机载合成孔径雷达运动补偿中的应用 被引量：3

10

作者 句赫 宋红军 《电子测量技术》 2006年第2期19-20,共2页

研究了机载合成孔径雷达运动补偿中可以补偿任意阶相位误差的相位梯度自聚焦(PGA)算法,提出一种PGA快速算法。与雷达成像算法结合后,图像测量精度得到提高。

关键词 机载合成孔径雷达 运动补偿 相位梯度自聚焦算法

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基于相位梯度自聚焦算法的激光雷达图像补偿 被引量：1

11

作者 孙丹 《激光杂志》 北大核心 2019年第5期85-89,共5页

传统激光图像补偿方法,通过高斯建模各帧激光图像单时间通道的回波,减小噪声干扰,没有考虑回波中的杂强波,且过程较为复杂、图像补偿效果差。提出基于相位梯度自聚焦算法的激光雷达图像补偿方法,通过三维坐标系内分解振动、泰勒级数展... 传统激光图像补偿方法,通过高斯建模各帧激光图像单时间通道的回波,减小噪声干扰,没有考虑回波中的杂强波,且过程较为复杂、图像补偿效果差。提出基于相位梯度自聚焦算法的激光雷达图像补偿方法,通过三维坐标系内分解振动、泰勒级数展开等过程计算振动导致的激光雷达图像的相位误差,使用相位梯度自聚焦图像补偿算法,通过循环移位、加窗、估计相位梯度和迭代补偿四个过程实现激光雷达图像补偿。经实验证明,所提方法确保有效补偿激光图像的同时,相位误差结果估计的偏差低于0. 01 rad,CPU占用率和内存占用率分别是8. 65%和3. 24%,且效率高于其他方法,说明所提方法能够高效、准确的补偿激光雷达图像。 展开更多

关键词 相位梯度 自聚焦 激光雷达图像 补偿 振动 相位误差

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基于多脉冲联合估计的SAR相位误差自聚焦算法 被引量：1

12

作者 蒋锐 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期1039-1045,共7页

合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)是相干成像系统,所以接收信号相位的正确性决定了SAR图像的聚焦质量。利用自聚焦算法对SAR图像进行相位误差函数的估计及补偿是获得高分辨率,高质量SAR图像的关键步骤之一。其中,相位梯度自... 合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)是相干成像系统,所以接收信号相位的正确性决定了SAR图像的聚焦质量。利用自聚焦算法对SAR图像进行相位误差函数的估计及补偿是获得高分辨率,高质量SAR图像的关键步骤之一。其中,相位梯度自聚焦(phase gradient autofocus,PGA)算法运算量适中且鲁棒性好,被广泛应用于SAR自聚焦中。然而,PGA算法基于相位误差梯度值进行加权平均估计,相位差分的过程会引起噪声的积累,因此该算法对原SAR图像在方位数据域的信噪比要求较高。针对PGA算法存在问题,提出了基于多脉冲联合估计的相位误差自聚焦(phase error autofocus,PEA)算法。该算法采用了PGA算法的处理结构,并基于相位误差直接进行加权平均估计,可以在较低信噪比条件下正确实现SAR图像的自聚焦处理。仿真实验以及实测数据处理结果对比均表明,PEA算法可以获得优于PGA算法的自聚焦性能,且实际算法执行时间更短,更有利于算法实时处理。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 相位梯度自聚焦 相位误差自聚焦 信噪比 多脉冲

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秩-相位误差估计自聚焦方法的改进

13

作者 李立伟 Asif Raza 毛士艺 《电子科学学刊》 CSCD 1999年第6期771-778,共8页

本文提出了改进的秩-相位误差(IROPE)估计自聚焦算法。与ROPE算法相比,IROPE有两个优点:(1)它基于的模型更符合实际,所以具有更好的鲁棒性。(2)它对迭代过程初值的设定是近似准确的。本文通过近似分析证明,IROPE对相位误差差分的估计是... 本文提出了改进的秩-相位误差(IROPE)估计自聚焦算法。与ROPE算法相比,IROPE有两个优点:(1)它基于的模型更符合实际,所以具有更好的鲁棒性。(2)它对迭代过程初值的设定是近似准确的。本文通过近似分析证明,IROPE对相位误差差分的估计是最大似然(ML)估计,而相位梯度自聚焦(PGA)算法是IROPE的一个子集,即在满足一定条件时,IROPE和PGA对相位误差的估计都是线性无偏最小方差估计(LUMV)。 展开更多

关键词 SAR 自聚焦算法 相位梯度自聚焦 雷达

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基于投影近似子空间跟踪技术的自聚焦算法 被引量：9

14

作者 蒋锐 朱岱寅 +1 位作者 沈明威 朱兆达 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1251-1256,共6页

基于特征向量法的自聚焦算法具有比相位梯度自聚焦(Phase Gradient Autofocus,简称PGA)算法更好的算法性能,但该算法必须对协方差矩阵进行特征分解,所以运算量大.利用投影近似子空间跟踪(Projection Approxima-tion Subspace Tracking,... 基于特征向量法的自聚焦算法具有比相位梯度自聚焦(Phase Gradient Autofocus,简称PGA)算法更好的算法性能,但该算法必须对协方差矩阵进行特征分解,所以运算量大.利用投影近似子空间跟踪(Projection Approxima-tion Subspace Tracking,简称PAST)技术的自聚焦算法可以解决上述问题.通过实际数据处理结果对比,证明基于PAST技术的自聚焦算法是一种可满足实时处理要求的有效自聚焦方法. 展开更多

关键词 相位梯度自聚焦(pga) 特征向量法 特征分解 投影近似子空间跟踪(PAST)

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一种基于最小熵准则的SAR图像自聚焦算法 被引量：21

15

作者 武昕伟 朱兆达 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第7期867-869,共3页

研究了一种新颖的SAR图像自聚焦算法。该方法从复图像域出发 ,利用最小熵准则盲解卷积原理 ,通过多维搜索完成相位误差校正。同相位梯度自聚焦算法相比 ,最小熵算法无需在图像域分离出强点目标 ,因而特别适用于无任何明显特征的图像。

关键词 合成孔径雷达 自聚焦 相位误差 熵 相位梯度自聚焦

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快速分解后向投影SAR成像的自聚焦算法研究 被引量：6

16

作者 李浩林 陈露露 +2 位作者 张磊 邢孟道 保铮 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期938-945,共8页

SAR图像的自聚焦处理依赖图像域与距离压缩相位历程域之间的傅里叶变换对(Fourier Transform Pairs,FTP)关系。与频域算法不同,时域算法下的这种FTP关系不仅复杂,且难以获取。为了兼顾图像快速重建和自聚焦处理,该文首先对快速分解后向... SAR图像的自聚焦处理依赖图像域与距离压缩相位历程域之间的傅里叶变换对(Fourier Transform Pairs,FTP)关系。与频域算法不同,时域算法下的这种FTP关系不仅复杂,且难以获取。为了兼顾图像快速重建和自聚焦处理,该文首先对快速分解后向投影(Fast Factorized Back-Projection,FFBP)算法进行必要的改进和适当的优化处理,提出了IFFBP(Improved FFBP,IFFBP)算法,为自聚焦算法的使用奠定了基础。其次,针对数据处理的实际需求,该文提出了一种结合中等精度惯导粗补偿、嵌套相位梯度自聚焦(Phase Gradient Autofocus,PGA)精补偿的IFFBP算法处理流程。最后,通过仿真实验和实测数据处理验证该文方法的有效性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 快速分解后向投影 虚拟极坐标系 相位梯度自聚焦 运动补偿

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一种用于条带式SAR的自聚焦算法 被引量：12

17

作者 孟大地 丁赤飚 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第9期1349-1352,共4页

本文将相位梯度法(Phase Gradient Algorithm,PGA)用于条带式合成孔径雷达(SAR)的自聚焦。根据条带SAR与聚束SAR回波信号差异并参考经典相位梯度法提出了一种适用于条带SAR的自聚焦算法--SPGA。用这种新的条带SAR自聚焦算法聚焦所得SAR... 本文将相位梯度法(Phase Gradient Algorithm,PGA)用于条带式合成孔径雷达(SAR)的自聚焦。根据条带SAR与聚束SAR回波信号差异并参考经典相位梯度法提出了一种适用于条带SAR的自聚焦算法--SPGA。用这种新的条带SAR自聚焦算法聚焦所得SAR图像不会发生传统条带SAR下PGA常有的拼接问题;同时由于相位误差曲而的引入,对于任何场景SPGA均能达到良好的聚焦效果。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 条带式 自聚焦 相位梯度法

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多强点目标场景合成孔径声纳SAS自聚焦算法研究 被引量：1

18

作者 刘奇勇 刘纪元 +1 位作者 李淑秋 张春华 《信号处理》 CSCD 2004年第6期590-593,共4页

经典的PGA算法不能直接用于SAS图像自聚焦。目前的一些改进算法非常复杂,鲁棒性不好。本文提出了一种基于图像分块的改进PGA算法。算法的原理简便,鲁棒性好。并利用图像质心不变的假设,解决了线性相位引起的图像方位位置偏移问题。最后... 经典的PGA算法不能直接用于SAS图像自聚焦。目前的一些改进算法非常复杂,鲁棒性不好。本文提出了一种基于图像分块的改进PGA算法。算法的原理简便,鲁棒性好。并利用图像质心不变的假设,解决了线性相位引起的图像方位位置偏移问题。最后,通过仿真试验,验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 改进算法 鲁棒性 基于图像 场景 分块 点目标 算法研究 自聚焦 pga 线性相位

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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

19

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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一种天波超视距雷达电离层相位污染联合校正方法 被引量：18

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作者 罗欢 陈建文 鲍拯 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期2829-2835,共7页

天波超视距雷达(OTHR)利用电离层的反射实现远距离探测。由于受到电离层时变因素的影响,在长相干积累时间条件下,回波谱会发生展宽,严重影响OTHR对舰船等低速目标的检测能力。针对OTHR回波受到电离层相位污染后正负Bragg展宽峰发生交叠... 天波超视距雷达(OTHR)利用电离层的反射实现远距离探测。由于受到电离层时变因素的影响,在长相干积累时间条件下,回波谱会发生展宽,严重影响OTHR对舰船等低速目标的检测能力。针对OTHR回波受到电离层相位污染后正负Bragg展宽峰发生交叠的情况,该文提出了一种联合短时MUSIC变换(STMT)和改进相位梯度(PGA)法的校正方法(即ST_IPGA法)。该方法首先利用STMT变换得到相位污染的粗估计,对污染回波进行初步补偿;然后采用自适应滑窗滤波器提取纯净且完整的海杂波标校信号;最后利用改进的PGA法估计出剩余相位污染,对污染回波进行精确校正。理论分析和仿真结果表明该方法对于校正严重电离层相位污染导致的正负Bragg展宽峰发生交叠的情况具有明显的效果。 展开更多

关键词 天波超视距雷达(OTHR) 电离层相位污染 短时MUSIC变换 相位梯度(pga)法

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