论文题目: 机载/星载雷达地面动目标检测方法研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 信号与信息处理
作者: 宁蔚
导师: 廖桂生
关键词: 机载雷达,双基机载雷达,星载雷达,地面动目标检测,空时自适应处理
文献来源: 西安电子科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文对机载/星载雷达的GMTI方法作了较为深入的研究,内容涉及:机载双通道雷达实测数据、双基机载雷达、同轨近距双星SAR-GMTI和天基稀疏孔径波束扫描干涉雷达等。主要工作有: 1、针对机载双通道雷达的通道不一致性在脉冲间发生微变的情况,提出了一种将DBS图与信号子空间方法相结合的GMTI方法,即DBS-SSP方法。该方法是利用信号子空间投影方法完成两通道DBS图的精确盲配准,从而提高在DBS差图像上的动目标检测性能。通过实测数据处理,验证了该方法的有效性。 2、提出一种在不损失训练样本数目的情况下,滤除样本中污染点(即强动目标或杂波孤立点)信息的方法,从而改善了杂波协方差矩阵的估计效果,提高STAP对弱动目标的检测能力。通过理论分析和对机载双通道雷达实测数据的处理,验证了该方法的正确性和有效性。 3、发现了双基机载杂波谱与双基几何结构间的一个特殊关系——背面效应。它是一种近似线性的杂波谱特征。该特征使谱对齐更加简便和准确,将非常利于STAP技术在双基系统中的应用,如本文中所提出的旋转谱对齐法,可进一步提高收、发主波束在地面稍叉开时的GMTI性能。 4、从矩阵扰动的角度剖析了PAMF方法在双基机载GMTI中性能较好的本质原因,并由条件数的概念进行性能分析,最终给出了PAMF方法阶数选择的依据。该内容将有助于双基机载雷达系统中关于PAMF方法的研究。 5、针对同轨近距双星结构下SAR-GMTI方法的盲速问题,提出综合3个工作频率的成像检测结果以完成GMTI。该方法不仅能克服双星结构在单一工作频率下动目标检测的盲速现象,还能降低目标的最小可检测速度。并且,通过研究动目标在SAR图像上的特点,则可利用3幅SAR检测图像实现动目标定位。 6、在天基稀疏孔径阵列雷达系统设计中,人们认为波束扫描干涉模式下的GMTI受方位多普勒模糊的限制。然而对波束扫描过程的点散布函数矩阵进行分解后发现,波束扫描模式下的GMTI在一定程度上不受方位模糊的限制,仍能在一定观测范围内实现杂波单元和动目标的空时重构,并能获得高于常规空时级联处理方法的GMTI性能。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及其意义
1.2 研究历史与现状
1.2.1 机载相控阵雷达GMTI的发展概述
1.2.1.1 STAP降维技术
1.2.1.2 非均匀STAP方法
1.2.1.3 双基机载雷达的杂波谱校正方法
1.2.2 星载雷达GMTI的发展概述
1.3 本文主要工作
第二章 基于机载双通道雷达实测数据的GMTI方法研究
2.1 引言
2.2 基于DBS图-信号子空间处理的GMTI
2.2.1 信号模型分析
2.2.2 SSP方法介绍
2.2.3 DBS-SSP方法的实验结果
2.2.4 DBS-SSP方法小结
2.3 空时自适应处理中的样本去污方法
2.3.1 信号处理模型
2.3.2 对强动目标的去污方法——强动目标信息滤除法
2.3.3 对杂波孤立点的去污方法——均值降幅法
2.3.4 样本污染点降幅对STAP检测性能改善的理论分析
2.3.5 实验结果
2.3.6 样本去污方法小结
2.4 本章小结
第三章 双基机载雷达的GMTI方法研究
3.1 引言
3.2 双基机载雷达对地杂波的背面效应及其在GMTI中的应用
3.2.1 双基机载雷达的几何结构特征及其对地杂波的背面效应
3.2.2 双基背面效应的产生原因
3.2.3 双基背面效应在GMTI中的应用——ADCR谱对齐法
3.2.4 本节内容小结
3.3 双基机载雷达GMTI的PAMF方法及其定阶
3.3.1 PAMF方法介绍
3.3.2 PAMF在双基机载GMTI中的性能优势分析
3.3.3 PAMF性能仿真实验及阶数选择
3.3.4 本节内容小结
3.4 本章小结
附录3.A(求解线性方程时的矩阵扰动影响)
附录3.B(双基机载雷达杂波特征谱实验与分析小结)
第四章 双星多工作频率下的地面慢速目标检测方法
4.1 引言
4.2 双星多工作频率下的GMTI及其解盲速
4.2.1 双星结构下的地面慢速目标检测
4.2.2 多工作频率消除盲速
4.3 动目标在SAR图像中的特点
4.4 实验仿真及性能分析
4.4.1 实验仿真
4.4.2 性能分析
4.4.3 动目标定位(测速)方法
4.5 本章小结
第五章 天基波束扫描干涉雷达的几个问题研究
5.1 引言
5.2 SPIR方法简介
5.3 SPIR方法讨论
5.4 SPIR仿真实验及性能分析
5.4.1 SPIR系统仿真设计
5.4.2 SPIR仿真实验结果
5.4.3 SPIR方法的GMTI性能分析
5.5 本章小结
附录5.A(CLEAN方法简介)
附录5.B(SPIR方法的脉冲串多普勒偏移说明)
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
作者在博士学习期间撰写与发表的学术论文
发布时间: 2007-01-10
参考文献
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