摘要 随着数字宽带接收机(DWR)技术的快速发展,现有的低截获概率(LPI)雷达面临更为严峻的侦察威胁.本文以降低DWR对雷达信号的截获概率为目标,首次提出了一种针对DWR信号截获机制约束的LPI雷达波形设计方法.首先建立了DWR编码器模型,定义了脉冲描述字(PDW)截获概率作为核心LPI指标,揭示了DWR编码器的暂态响应抑制(TRE)与频域多信号检测(FD-MSD)机制中存在的机制约束,并设计了极窄脉冲(VNP)和同频正交(CFO)两种LPI波形,以降低PDW截获概率,并通过仿真实验验证了所提出LPI波形的有效性.

关键词 低截获概率; 波形设计; 数字宽带接收机; 数字信道化接收机; 侦察接收机; 正交波形; low probability of intercept; LPI; waveform design; digital wideband receiver; digital channelized receiver; reconnaissance receiver; orthogonal waveform

摘要 分布式多传感器融合跟踪是信息融合研究领域的前沿问题,其核心挑战在于对不同传感器所获取的后验信息(主要以密度函数或其统计矩的形式呈现)进行融合计算,以实现对目标状态的精确、可靠且一致的估计.近年来备受关注的概率密度均值融合方法,主要包括算术均值与几何均值两种,均可有效应对传感器之间未知关联耦合,近似或者渐进实现多传感器节点之间的一致性,在单目标跟踪与多目标跟踪应用中均展现出了优异性能.本文系统回顾了贝叶斯滤波跟踪模型、随机有限集、变量融合与密度均值融合的概念,并对两种密度均值融合方法的统计学与信息学属性进行了对比分析,包括协方差一致性、均方误差、保模性、收敛性等.此外,还探讨了融合权值的设计策略,给出了典型随机有限集分布的均值融合解析解,重点给出可推导不同类型随机集滤波均值融合的概率假设密度算术均值融合统一框架以及两种均值融合方法优势与不足的对比.最后,结合实际应用需求,展望了密度均值融合在应对复杂目标(如集群目标与扩展目标)、受限传感器(如有限通信带宽、融合时延、动态/有限视场)、传感网攻击与隐私防护、资源管理等方面仍面临的挑战和未来研究趋势.

关键词 目标跟踪; 多传感器融合; 均值一致性; 算术均值; 几何均值; 鲁棒融合; 高斯滤波; 随机有限集; 异构融合; 有限混合模型; target tracking; multi-sensor fusion; average consensus; arithmetic average; geometric average; robust fusion; Gauss filtering; random finite set; heterogeneous fusion; finite mixture model

摘要 当前,星载SAR(synthetic aperture radar)已成为全天时、全天候、全球对地高分成像观测唯一手段.随着各行业对天基雷达观测能力需求的不断提升,星载SAR成像分辨率与幅宽间的矛盾日益凸显.基于多通道技术发展空时频编码成像成为星载SAR同时获取高分辨率与超大宽带的重要途径.本文围绕多通道星载SAR在空间、时间与频谱编码成像中的系列关键技术,如距离模糊抑制、射频干扰抑制与定位、方位向重构及MIMO回波分离等展开阐述.研究结果表明,这些技术可突破传统体制与技术瓶颈,实现高分宽幅对地观测成像,为未来多通道星载SAR的体制优化设计与应用提供技术支撑.

关键词 星载SAR; 多通道; 空时频编码; 高分宽幅; spaceborne SAR; multichannel; space-time-frequency coding; high-resolution and wide-swath

摘要 基于空天电磁信息技术的重大发展,本文介绍复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室研究团队近年来在该领域的主要的几项工作进展,从空天电磁信息的获取、传输与智能处理3个方面,论述了空天电磁信息科技的国家战略地位,及其对经济社会发展的深远影响.空天电磁信息获取研究包括面向定量化的新体制SAR设计与反演算法、高轨SAR运动目标模拟与重构、月球行星微波遥感等研究进展;空天电磁信息传输研究包括了空天电磁新频谱通信、毫米波太赫兹通信及光无线通信等技术进展;空天电磁信息智能处理的研究概述了“微波视觉”与SAR图像目标智能解译、导航中电离层时空参数智能反演与预测等研究进展.并对未来空天电磁信息技术的研究与发展进行了展望.

关键词 微波遥感; 新体制SAR; 行星; 通信; 微波视觉; microwave remote sensing; new regime SAR; planetary; communication; microwave vision

摘要 光的本质是横波电磁波矢量,以双向反射分布函数BRDF (bidirectional reflectance distribution function)为基础模型的标量遥感体系只利用植被反射光的整体强度信息,无法进一步区分反射辐射蕴含的叶表、叶内和冠层结构信息;在标量遥感基础上考虑垂直于电磁波传播方向的二维偏振矢量特性(强度+方向)就能深化为矢量遥感体系,从而有望精确刻画反射光中蕴含的多种信息,提升植被参数反演精度.刻画偏振反射空间分布的双向偏振分布函数BPDF目前存在精度低、泛化性差等问题,因此进一步探索矢量遥感基础理论,构建通用性强的植被矢量遥感基础模型具有迫切的现实需求.本文旨在利用光子与植被元素的相互作用构建通用性较强的植被BPDF物理模型.首先基于光子–植被元素相互作用的光谱不变原理,提出基于方向逃逸概率的植被BPDF物理模型基础形式,并基于植被单次反射的辐射传输理论推导模型解析表达;随后通过考虑叶片散射随干物质含量的变化,提出光谱不变原理优化表达并推导模型通用表达式;最后分别利用三维矢量辐射传输模型和多尺度实测数据实现模型的正演直接验证和间接验证.结果表明,本文构建的BPDF物理模型的解析表达和通用表达在不同植被场景下,对偏振反射率的正演均方根误差可达0.001以内,与矢量辐射传输模型正演结果在半球空间内具有很强一致性,在多尺度实测数据也简洁验证了模型关系的稳定性,模型R2普遍高于0.9.相比于现存植被偏振反射模型,本文构建的模型兼具物理机理、简洁形式、可接受的参数化方案、较高精度和较强泛化能力,对浓密植被具备通用性,为在BRDF一维标量遥感的基础上进一步考虑BPDF二维偏振特性从而形成矢量遥感体系这一转变过程提供了理论基础和探索性方案.

关键词 植被; BPDF; 矢量遥感; 物理模型; 偏振; vegetation; BPDF; vector remote sensing; physical model; polarization

摘要 极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar, PolSAR)能够获取目标丰富的极化信息,在人造目标的散射机理解译和检测、分类、识别等领域发挥着重要的作用. PolSAR车辆目标检测对环境侦察监视、道路交通监管等应用来说尤为关键.不同于海上的舰船目标,车辆目标所处的地面背景包括草地、树木、建筑、道路等,背景杂波较为复杂,人造杂波干扰较强,这给PolSAR车辆目标的检测带来了一定的挑战.车辆目标散射机理的准确解译是后续极化特征提取和目标检测方法设计的基础.为了准确描述车辆目标的散射行为,本文构建了旋转二面角散射模型,并由此提出了一种精细五分量极化分解方法.在此基础上,通过分析车辆目标与其地面背景的散射特性差异,本文提出了一种散射功率复合特征检测器,用于车辆目标的检测.在两景实测无人机载SAR数据上的实验结果证明,本文方法能够显著提高车辆目标处的目标杂波比(target-to-clutter ratio, TCR),获得了优异的检测性能.此外,本文方法能够保留车辆目标完整的轮廓和细节信息,有助于后续的分类、识别等应用.

关键词 极化合成孔径雷达; 车辆目标检测; 旋转二面角散射; 精细极化分解; 散射功率复合特征; polarimetric synthetic aperture radar; PolSAR; vehicle detection; rotated dihedral scattering; refined polarimetric decomposition; scattering power composite feature