机载三通道干涉SAR/GMTI算法与实现方案研究

论文摘要

本文对具有重要军事应用价值的机载三通道合成孔径雷达(SAR)地面动目标指示(GMTI)技术的基本原理、算法流程和实现方案进行了较为全面的研究。文中,特别针对存在未知通道幅相误差的情况,研究了四种通道误差校正方法,给实际系统条件下如何提高系统性能提供了有价值的参考。第一章为绪论,概述了国内外机载雷达动目标指示技术的发展历程和研究现状,阐述了本文的研究意义和研究内容。第二章建立了SAR目标回波模型,对目标运动引起的多普勒参数变化及其对SAR成像处理的影响进行了理论分析和点目标仿真验证,为后续研究杂波抑制干涉,实现动目标检测提供理论基础。第三章研究了基于杂波抑制干涉处理的机载三通道SAR/GMTI的基本原理和算法流程,并结合点目标仿真数据验证了理想情况下算法的有效性,给出了动目标检测性能的定量分析结果。第四章主要针对实际系统存在的各种通道幅相误差,以及校正算法进行了研究。通道间幅相误差是导致SAR/GMTI系统杂波抑制性能下降的一个主要因素,本章对导致通道幅相误差的各类因素进行了分析,并重点研究了四种通道均衡算法。这些方法分别在图像域以及两维频域对通道误差进行校正。文中通过仿真实验以及对实测数据的处理结果验证了这四种算法的有效性。第五章推导了干涉SAR/GMTI技术对动目标的检测和定位性能,给出了三通道杂波抑制干涉SAR/GMTI方案的检测概率和定位误差等曲线,并进行了深入的仿真研究。第六章对全文工作进行了总结,指出了有待进一步研究的问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 合成孔径雷达
• 1.2 SAR 历史、现状与发展趋势
• 1.2.1 SAR 发展简史
• 1.2.2 SAR 技术现状和发展趋势
• 1.3 SAR/GMTI 技术的研究意义
• 1.4 国内外研究的历史和现状
• 1.5 论文的主要内容
• 第二章 动目标在SAR 图像中的响应
• 2.1 引言
• 2.2 SAR 回波信号的数学模型
• 2.3 机载SAR 对地面运动目标的回波模型及原理
• 2.4 目标运动对SAR 成像的影响
• 2.4.1 径向速度和动目标位置
• 2.4.2 径向速度和距离模糊
• 2.4.3 目标图像方位向聚焦
• 2.5 动目标成像仿真
• 2.6 本章小结
• 第三章 机载三通道干涉SAR/GMTI 算法流程
• 3.1 引言
• 3.2 三通道干涉SAR/GMTI 原理
• 3.2.1 三通道SAR 成像几何模型
• 3.2.2 PFA 成像技术
• 3.2.3 空域对消处理
• 3.3 动目标CFAR 检测
• 3.4 相位测向
• 3.5 径向速度估计
• 3.6 仿真实验
• 3.7 本章小结
• 第四章 通道误差及通道均衡
• 4.1 引言
• 4.2 产生各种误差的因素
• 4.3 图像域通道均衡算法
• 4.3.1 基于最小剩余功率准则的自适应均衡算法
• 4.3.2 信号子空间盲配准算法
• 4.4 两维频域通道均衡算法
• 4.4.1 两维频域迭代配准算法
• 4.4.2 基于最小二乘的拟合的校准算法
• 4.5 实测数据处理结果
• 4.5.1 杂波抑制结果
• 4.5.2 CFAR 检测与参数估计
• 4.6 本章小结
• 第五章 干涉SAR/GMTI 性能分析和仿真计算
• 5.1 引言
• 5.2 机扫三通道干涉SAR/GMTI 检测与测向性能分析
• 5.2.1 检测性能分析
• 5.2.2 测向性能分析
• 5.3 仿真研究
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 在校期间研究成果