机载SAR地面动目标检测和成像算法研究

论文摘要

合成孔径雷达的动目标成像无论在军事上还是在民用中都具有非常重要的作用,因此合成孔径雷达的运动目标检测和成像技术一直是合成孔径雷达研究领域的一个重点问题。现在,目标检测和成像技术在世界上的许多国家都是重点开发研究项目,他们都在积极努力的研制先进的检测和成像雷达系统,试图寻求更有效、实用的动目标检测、参数估计、目标定位和成像的方法。本课题深入研究了运动目标的检测和成像技术的相关问题,力图提高动目标检测概率,全面获取动目标的运动参数并对动目标精确成像。首先本文建立了SAR运动目标回波信号模型,深入分析了进行常规SAR成像时,动目标的多普勒中心频率和调频斜率对动目标图像质量造成的影响并讨论了由于目标运动造成的距离徙动效应。接着本文深入研究了频域动目标检测和成像方法,给出了常用的参数估计方法、基于时频分布的动目标参数估计、距离徙动校正方法,并用实测数据验证了上述方法的有效性。然后本文又对图像域动目标检测和成像方法进行了研究。介绍了相位中心偏置技术的基本原理,双天线和三天线杂波对消方法,并用仿真结果验证了所述方法的有效性。本文还研究了压缩传感理论并提出了基于压缩传感理论的雷达信号处理方法。压缩传感理论指出通过测量矩阵的设计稀疏信号可以由一组低于Nyquist频率的线性测量值精确恢复。将压缩传感理论引入雷达系统可以降低信号采样频率,减小存储容量要求,有很大的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 合成孔径雷达简介
• 1.2 SAR动目标检测和成像的意义
• 1.3 国内现状分析
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 SAR成像和动目标检测理论
• 2.1 SAR成像理论
• 2.2 运动目标回波信号分析
• 2.2.1 运动目标回波特点
• 2.2.2 运动目标多普勒中心频率对成像位置的影响
• 2.2.3 运动目标调频斜率对聚焦程度的影响
• 2.2.4 运动目标距离徙动分析
• 2.3 SAR运动目标检测
• 2.4 SAR运动目标成像
• 2.5 SAR成像仿真和实测数据成像
• 2.5.1 点目标仿真
• 2.5.2 实测数据成像
• 2.6 本章小结
• 第3章 频域检测及成像方法
• 3.1 频域滤波动目标检测及成像
• 3.1.1 频域滤波的基本原理
• 3.1.2 带通滤波器设计
• 3.1.3 参数估计
• 3.1.4 距离徙动校正
• 3.2 时频分布与动目标参数估计
• 3.2.1 时频表示
• 3.2.2 基于时频分布的动目标参数估计方法
• 3.3 实测数据成像
• 3.4 本章小结
• 第4章 图像域动目标检测和成像
• 4.1 相位中心偏置技术基本原理
• 4.2 双天线SAR动目标检测
• 4.3 三天线SAR系统动目标检测和成像
• 4.4 计算机仿真
• 4.5 本章小结
• 第5章 基于压缩传感的雷达信号处理
• 5.1 压缩传感原理
• 5.2 随机滤波实现压缩传感
• 5.3 基于随机滤波的雷达信号处理
• 5.4 仿真结果
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢