分布式SAR動(dòng)目標(biāo)參數(shù)估計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、星載合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)因?yàn)橛泻軓?qiáng)的隱蔽性，較遠(yuǎn)的探測(cè)距離等等優(yōu)點(diǎn)，很大的提高了分布式合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)在軍事戰(zhàn)爭(zhēng)生存、作戰(zhàn)能力，所以運(yùn)用在雷達(dá)系統(tǒng)中參數(shù)估計(jì)算法正日益成為軍事技術(shù)的關(guān)鍵部分。在星載分布式合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)為背景下，研究了多合成孔徑雷達(dá)平臺(tái)對(duì)慢速直線和高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的參數(shù)估計(jì)技術(shù)，并且對(duì)不同參數(shù)估計(jì)算法進(jìn)行了研究與比較。在分布式合成孔徑雷達(dá)成像過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的多普勒中心頻率和調(diào)頻率不同于靜止目標(biāo)，因此在靜止目標(biāo)的分布式合成孔徑雷

2、達(dá)(synthetic aperture radar，SAR)圖像上，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)不僅在方位向會(huì)發(fā)生偏移，而且圖像也將散焦，分辨率將下降，如果要得到方位向聚焦的高分辨率的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)SAR圖像，就必須對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)重新聚焦成像，因此準(zhǔn)確估計(jì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的多普勒參數(shù)是運(yùn)動(dòng)目標(biāo)精確成像的關(guān)鍵。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，SAR所處理的地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)常常是密集的多運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，當(dāng)SAR的合成孔徑內(nèi)同時(shí)存在多個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)時(shí)，各目標(biāo)的多個(gè)參數(shù)都相近，難以區(qū)分并且參數(shù)估計(jì)精度不高。這使

3、得分布式SAR合成孔徑內(nèi)多運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的參數(shù)估計(jì)成為一個(gè)棘手的問(wèn)題，因此必須尋找合適的符合多運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波特性的方法來(lái)精確地估計(jì)各運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的參數(shù)。
　　本課題的主要工作可以概括如下：
　　1)針對(duì)星載合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的參數(shù)估計(jì)問(wèn)題，當(dāng)SAR合成孔徑內(nèi)同時(shí)存在多個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)時(shí)，由于其調(diào)頻率相近，采用傳統(tǒng)參數(shù)估計(jì)方法難以將多個(gè)目標(biāo)區(qū)分，并且估計(jì)精度不高，因此本文提出級(jí)聯(lián)希爾伯特黃變換-維格納方法(Hilbert Huang T

4、ransform-Wigner Ville Distribution, HHT-WVD)，該方法同時(shí)解決了HHT時(shí)頻聚集性不高及WVD存在交叉項(xiàng)的問(wèn)題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)SAR合成孔徑內(nèi)多運(yùn)動(dòng)目標(biāo)參數(shù)的精確估計(jì)。仿真實(shí)驗(yàn)表明，該算法不僅能很好地區(qū)分多個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，且參數(shù)估計(jì)精度高，運(yùn)算速度快，具有良好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　2)針對(duì)傳統(tǒng)時(shí)頻分析方法難以對(duì)星載分布式合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)中地面目標(biāo)方位向速度進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)的問(wèn)題，提出了一種分?jǐn)?shù)階傅里葉

5、變換(Fractional Fourier Transform, FrFT)-多重信號(hào)分類(Multiple Signal Classification, MUSIC)空時(shí)頻方法。首先利用FrFT獲得信號(hào)向量并構(gòu)造空時(shí)頻分布矩陣；然后應(yīng)用此分布矩陣替代傳統(tǒng)MUSIC算法中的協(xié)方差矩陣從而求得FrFT-MUSIC空時(shí)頻譜，通過(guò)對(duì)譜函數(shù)進(jìn)行搜索估計(jì)目標(biāo)速度。仿真實(shí)驗(yàn)表明該方法的多目標(biāo)速度估計(jì)精度高，抗噪聲能力強(qiáng)，無(wú)盲速。
　　3)針對(duì)