战场侦察雷达的VSAR模式和信号处理方法研究

论文摘要

合成孔径雷达（SAR）作为一种重要的传感器被广泛应用在军事侦察和遥感中。通常情况下，SAR系统是针对静态场景成像而设计，移动的目标在成像过程中将会沿方位向产生一定的偏移，从而引起目标位置的失真。导致这一问题的原因是目标的径向速度在成像的过程中会产生一定的多普勒偏移。这种位置误差在传统的SAR系统中不可避免，但是我们可以采用一定的技术来消除这一影响。速度SAR（VSAR）是一种多通道雷达成像系统，具有对目标场景进行三维（距离/方位/速度）重建的能力。它集传统SAR成像的高分辨能力和MTI系统的动目标检测能力于一体，这种优良的运动目标检测估计能力使其在侦察任务中具有很大的应用潜力。本文在SAR基础上，对VSAR系统的概念、基本信号处理算法进行了详细地讨论，并对系统的检测性能进行了分析。首先以条带式机载SAR为例，阐述了合成孔径雷达成像的基本原理。其次讨论说明VSAR系统在理论上对低RCS、慢速目标具有良好的检测能力，并通过仿真实验对其做了相应验证。最后，为提高其速度检测范围，引入了双速VSAR（DS-VSAR）。DS-VSAR是VSAR延伸出来的用两个飞行速度代替原来的单一速度并由此来解决方位定位模糊问题的新技术。DS-VSAR在杂波抑制的同时，可以同时对慢速和快速运动目标进行准确的检测和定位。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 研究的历史和现状
• 1.3 本文研究内容
• 第二章 合成孔径雷达（SAR）基本原理
• 2.1 引言
• 2.2 线性调频信号及脉冲压缩
• 2.3 合成孔径雷达成像模型
• 2.3.1 成像的几何关系
• 2.3.2 回波信号模型
• 2.4 合成孔径雷达信号处理
• 2.4.1 SAR 距离向处理
• 2.4.2 SAR 方位向处理
• 2.5 合成孔径雷达分辨率的研究
• 2.5.1 距离分辨率
• 2.5.2 方位向分辨率
• 2.6 本章小结
• 第三章 VSAR 系统研究
• 3.1 引言
• 3.2 VSAR 基本知识
• 3.2.1 VSAR 原理
• 3.2.2 VSAR 处理步骤
• 3.2.3 回波统计特性
• 3.3 VSAR 系统的数学模型
• 3.4 VSAR 系统性能分析及参数设计
• 3.4.1 VSAR 的性能分析
• 3.4.2 系统的参数分析与设计
• 3.5 VSAR 的仿真实验
• 3.6 本章小结
• 第四章 双速 VSAR 运动目标的定位与成像
• 4.1 引言
• 4.2 双速 VSAR（DS-VSAR）运动目标的定位
• 4.2.1 DS-VSAR 模型
• 4.2.2 VSAR 方位定位的模糊性
• 4.2.3 DS-VSAR 的定位原理
• 4.3 DS-VSAR 的算法流程
• 4.4 雷达平台双速的实现
• 4.5 仿真实验
• 4.6 小结
• 第五章 工作总结与展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献