无源分布式孔径雷达静止目标和运动目标成像方法研究

论文摘要

现代社会中，随着广播电视台、移动电话基站、通信卫星等外辐射源种类和数目的增加，利用外辐射源进行无源雷达检测和成像引起了广泛关注。本文研究无源分布式孔径雷达静止目标和运动目标的成像方法。针对静止目标，首先给出一种无源分布式孔径雷达回波信号模型，该模型引入描述背景环境散射特性的格林函数，可适用于自由空间和多径散射环境，而且该模型不需要发射源信息。然后研究一种基于二元假设检验的成像方法，该方法依据最大信噪比准则构造空间可分辨的检验统计量，对观测区域的每个位置进行检测，最终由检验统计量形成图像。接着详细分析了该成像方法在自由空间和多径散射环境中的性能。采用简单窄脉冲信号对自由空间中的成像方法进行仿真验证，采用线性调频信号和地面数字电视信号在模拟多径环境中对成像方法进行仿真验证。考虑到感兴趣的目标可能处于运动状态，因此将无源分布式孔径雷达对静止目标的成像方法拓展到对运动目标成像，并对自由空间中的成像方法进行探索研究。首先给出无源雷达运动目标回波信号模型，然后得出针对运动目标的无源分布式孔径雷达在自由空间中的回波模型。利用二元假设检验的成像方法，构造位置和速度可分辨的检验统计量，通过对观测区域的每个位置和速度进行检测，形成关于位置空间和速度空间的检验统计量图像。接着利用四维点扩展函数分析了该成像方法的性能，并采用单频连续波和线性调频连续波信号对运动目标进行成像仿真实验。理论分析和实验结果表明，该成像方法可以正确重建运动目标的位置和速度信息。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 无源雷达的发展
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文研究背景和主要研究内容
• 1.4.1 研究背景
• 1.4.2 主要研究内容
• 第二章 无源分布式孔径雷达对静止目标的成像方法
• 2.1 引言
• 2.2 针对静止目标的无源分布式孔径雷达回波模型
• 2.2.1 无源雷达对静止目标的回波模型
• 2.2.2 无源分布式孔径雷达对静止目标的回波模型
• 2.3 基于二元假设检验的静止目标成像方法
• 2.4 自由空间中针对静止目标的成像模板
• 2.4.1 自由空间模型
• 2.4.2 针对静止点目标的回波模型
• 2.4.3 成像模板
• 2.5 多径环境中针对静止目标的成像模板
• 2.5.1 多径环境模型
• 2.5.2 针对静止点目标的回波模型
• 2.5.3 成像模板
• 2.6 本章小结
• 第三章 无源分布式孔径雷达对静止目标成像性能分析和仿真验证
• 3.1 引言
• 3.2 自由空间中的成像性能分析
• 3.3 自由空间中的成像仿真验证
• 3.3.1 仿真场景设置
• 3.3.2 不同孔径配置下的成像结果
• 3.3.3 噪声对成像性能的影响
• 3.4 多径环境中的成像性能分析
• 3.5 多径环境中采用线性调频信号的成像仿真
• 3.5.1 仿真场景设置
• 3.5.2 不同孔径配置下的成像结果
• 3.5.3 两个反射面情况下的成像结果
• 3.6 多径环境中采用地面数字电视信号的成像仿真
• 3.6.1 地面数字电视信号的特性
• 3.6.2 仿真场景设置
• 3.6.3 不同孔径配置下的成像结果
• 3.7 本章小结
• 第四章 无源分布式孔径雷达对运动目标的成像方法
• 4.1 引言
• 4.2 针对运动目标的无源分布式孔径雷达回波模型
• 4.2.1 无源雷达对运动目标的回波模型
• 4.2.2 无源分布式孔径雷达对运动目标的回波模型
• 4.3 基于二元假设检验的运动目标成像方法
• 4.4 运动目标的成像模板
• 4.4.1 针对运动点目标的无源雷达回波模型
• 4.4.2 针对运动点目标的成像模板
• 4.5 本章小结
• 第五章 无源分布式孔径雷达对运动目标成像性能分析
• 5.1 引言
• 5.2 两部接收机和一部发射机情形下的成像分辨率分析
• 5.2.1 点目标扩展函数
• 5.2.2 位置-速度四维空间的无源等多普勒线和无源等距离线
• 5.2.3 位置及速度二维空间的无源等多普勒线和无源等距离线
• 5.3 多部接收机和多部发射机情形下的成像分辨率分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 无源分布式孔径雷达对运动目标成像仿真验证
• 6.1 引言
• 6.2 仿真场景设置
• 6.3 采用高多普勒分辨率和较差距离分辨率发射波形的成像仿真
• 6.4 采用高多普勒分辨率和较好距离分辨率发射波形的成像仿真
• 6.5 本章小结
• 第七章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文