機(jī)載-星載正側(cè)視陣列雷達(dá)GMTI研究.pdf

1、本論文針對正側(cè)視陣列雷達(dá)(包括機(jī)載雷達(dá)和星載雷達(dá))實(shí)現(xiàn)GMTI功能，開展了通道相位中心估計(jì)，通道幅度、相位誤差盲均衡，SAR圖像域雜波抑制和降維準(zhǔn)最優(yōu)處理，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)測速、定位以及重聚焦等關(guān)鍵技術(shù)研究。主要工作包括： 1、在通道相位中心估計(jì)過程中，通過利用通道間場景雜波相位差異與多普勒頻率的特定關(guān)系，結(jié)合相位解纏繞處理和整體最小二乘方法獲得高精度的通道相位中心位置估計(jì)結(jié)果。在典型機(jī)載雷達(dá)參數(shù)配置下能夠獲得毫米級(jí)的沿航跡基線長度估

2、計(jì)精度，滿足運(yùn)動(dòng)目標(biāo)速度估計(jì)對相位中心位置誤差的要求。針對通道幅度、相位誤差盲均衡問題，在獲得場景距離一多普勒圖像的基礎(chǔ)上，結(jié)合功率挑選準(zhǔn)則和回波相位矢量相關(guān)矩陣特征分解實(shí)現(xiàn)通道相位誤差自適應(yīng)補(bǔ)償；然后基于相位挑選準(zhǔn)則剔除潛在的目標(biāo)樣本，通過數(shù)據(jù)相關(guān)矩陣特征分解實(shí)現(xiàn)通道幅度響應(yīng)特性估計(jì)和自適應(yīng)補(bǔ)償。理論分析并結(jié)合仿真實(shí)驗(yàn)和某機(jī)載實(shí)測數(shù)據(jù)處理表明該方法能夠有效均衡通道響應(yīng)誤差，對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)信號(hào)污染具有穩(wěn)健性。 2、針對沿航跡多通道

3、系統(tǒng)慢速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測問題，提出了基于廣義特征空間分解的SAR圖像域雜波抑制算法。理論分析證明了唯一最小廣義特征值的存在性和對應(yīng)特征矢量與雜波空間正交。該方法采用IIR(無限沖擊響應(yīng))模型對場景雜波進(jìn)行自適應(yīng)預(yù)測相消，對圖像配準(zhǔn)誤差和雜波起伏具有穩(wěn)健性，能夠有效檢測出主瓣雜波區(qū)的慢速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。 3、提出了一種基于SAR圖像域和/差數(shù)據(jù)模型的雜波抑制降維準(zhǔn)最優(yōu)處理方法。在不損失場景信息前提下通過形成圖像域和/差聯(lián)合觀察數(shù)據(jù)矢量達(dá)到

4、降維處理目的。從統(tǒng)計(jì)意義上看：和通道包含了場景雜波在不同通道間的共同信息；差通道則包含了通道間的差異信息。對和/差通道數(shù)據(jù)進(jìn)行自適應(yīng)處理能夠有效抑制場景雜波，并且能夠保留運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在通道間的差異信息。理論分析和仿真數(shù)據(jù)處理表明降維準(zhǔn)最優(yōu)處理方法不僅在圖像精確配準(zhǔn)和均勻場景條件下性能良好；而且在存在圖像配準(zhǔn)誤差或非均勻環(huán)境中其性能優(yōu)于傳統(tǒng)最優(yōu)處理和傳統(tǒng)全維非最優(yōu)處理方法。 4、針對不具有方位掃描能力的多通道SAR系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)測

5、速、定位功能，首先提出了一種修正的基于單次快拍模型的目標(biāo)徑向速度估計(jì)算法，能夠有效減小慢速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的測速方差，并且具有較低的運(yùn)算復(fù)雜度。然后通過測量不同方位子駐留間目標(biāo)徑向距離的變化獲得無模糊的目標(biāo)徑向速度粗估計(jì)：最后結(jié)合目標(biāo)導(dǎo)向搜索類方法對目標(biāo)徑向速度進(jìn)行精確估計(jì)，有效解決了速度測量的模糊問題。仿真結(jié)果和實(shí)測數(shù)據(jù)處理表明該方法比傳統(tǒng)AMF和原始單次快拍方法具有更好的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)定位性能。針對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)重聚焦問題，我們有效融合平滑偽Wigne