基於非合作空間輻射源的分散式成像技術

《基於非合作空間輻射源的分散式成像技術》是依託中國科學技術大學，由陳衛東擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於非合作空間輻射源的分散式成像技術
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳衛東
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

本項目以空間譜理論為基礎，研究利用空間非合作輻射源進行（運動或靜止的）目標成像的分散式成像理論、方法及其實驗驗證技術。研究內容包括分散式成像的空間譜理論和目標像重構方法的研究，基於運動的動態空間譜理論及其成像方法的研究，非合作空間輻射源成像及其實驗驗證。在理論上，分析研究分散式成像的空間譜特性，依據空間譜特點建立目標像重構的直接反演方法和稀疏重構方法，構建能夠映射運動關係的動態空間譜並提出綜合利用收發空間展開特性、信號頻寬特性和運動特性的高解析度成像方法。在套用上，重點探索實現分散式成像的可行套用方式及其關鍵技術，以電視直播衛星為非合作照射源研製一套多發單收（接收為多艱己員通道）構型的成像裝置並進行實驗驗證，成像解析度1-3米，從而有力推動分散式成像的實用化進拳旋程。本項目研究擬重點解決分散式成像稀疏重構問題和綜合利用空間、信號與運動三種特性的高解析度成像問題，為完善分散式成像理論做出創新性貢獻。

結題摘要

本項目以空間譜理論為基礎，開展了分散式成像方法與套用技術的研究照紙灑歸。在理論方法上，依據分散式系統的罪櫃炒空間展開特性、信號的頻寬特性和目標的相對運動特性，將成像中的實孔徑、虛擬孔徑和稀疏孔徑統一起來，提出了廣義孔徑的概念，為分散式成像建立了統一的描述框架和相應處理方法。在套用研究上，研製了以電視直播衛星為非合作照射源的成像實驗裝置，完成了相關實驗驗證工作。本項目取得的主要成果如下： 首先，從回波模型、波動方程和逆散射三個角度出發，建立腳只辣了分散式成像構型、目標散射函式與空間譜的基本映射關係，掌握了分散式成像與空間譜理論的內在聯繫，定量分析了空間譜域填充特性和成像解析度關係，提出了若干典型空間譜填充形式下的直接反演方法。在系統受限情況下，著重研究了綜合利用空間特性、頻寬特性、運動特性和目標先驗實現高解析度成像的方法，面向套用研究了稀疏分散式成像面臨的最佳化問題、失配問題和重構特性等關鍵問題。 其次，構建了能夠映射運動關係的動態空間譜理論，開展了運動目標分散式成像技術研究。研究了動態空間譜中的運動合成方法和運動調諧技術，深入探討了運動對空間譜填充的主要影響。研究了分散式綜合運用動態空間譜信息達到最佳填充的高分辨目標重構方法，針對三種典型成像系統（基於DVB-S信號的分散式無源雷達、基於LFM信號的FD-MIMO雷達和MISO-ISAR）提出了相應的運動目標成像方法，並進行了成像性能分析。在MISO-ISAR基礎上，提出了基於單個運動接收機的三維成像方法，系統結構簡單、實用性較強，可實現運動目標的三維自聚焦成像。 最後，以電視直播衛星（DVB-S）為非合作照射源，開展了DVB-S信號特套和駝乘性分析及實測數據驗證、直達波信號和回波信號提純技術、回波信噪比增強技術、無源信號檢測技術等研究工作，設計並實現了基於DVB-S信號的無源探測系統，據此研製了非合作空間照射源分散式成像實驗裝置，進行了分散式成像技術的實驗驗證。實驗結果驗棄詢立證了分散式成像技術的可行性和有效性，對分散式成像技術的套用具有重要的指導意義。