綜合孔徑微波輻射探測的統(tǒng)計特性研究.pdf

1、利用綜合孔徑微波輻射計成像系統(tǒng)進行空中目標探測，具有隱蔽性極好、可全天時工作、基本不受天氣和戰(zhàn)場煙塵環(huán)境影響等優(yōu)點，并且無需掃描即可瞬時高分辨成像，因而成為目標探測領域的研究熱點。為從本質上透徹理解這種新型探測手段的相關理論和方法，評估其探測能力并指導系統(tǒng)設計，本文從微波熱輻射信號、綜合孔徑輻射計可見度測量及反演圖像三個層次展開統(tǒng)計特性的研究，進而應用到目標檢測算法的檢測性能分析。主要內容包括：
　　 分析了微波熱輻射信號的統(tǒng)計

2、特征，從輻射功率的角度建立了集目標、天空和地表于一體的場景微波輻射亮溫分布模型，并針對低仰角條件下大氣折射、衰減和地球曲率的影響，提出了基于球面大氣指數(shù)分層的微波傳播路徑算法，用以對低仰角空中目標及其背景的微波輻射特性進行定量分析。
　　 從接收機通道輸出信號的統(tǒng)計特性入手，基于復Wishart分布建立了數(shù)字綜合孔徑輻射計可見度測量的統(tǒng)計分布模型。模型充分考慮了通道濾波器形狀、采樣頻率和量化精度等系統(tǒng)參數(shù)的影響，給出了可見度概率

3、密度函數(shù)的解析表達式。為解決通道信號樣本數(shù)據的非正態(tài)性和統(tǒng)計相關性引起的模型失真問題，引入有效樣本數(shù)因子進行修正，并提出了基于幅度二階矩的有效樣本數(shù)估計方法。
　　 對從可見度測量反演圖像這一問題的不適定性程度進行了分析，為綜合孔徑輻射計反演算法建立了統(tǒng)一的正則化理論框架。運用L曲線準則選擇最優(yōu)正則參數(shù)，形成自適應Tikhonov正則化反演方法；構造新的平滑濾波因子抑制過度振蕩，形成阻尼奇異值分解反演方法。兩種改進方法與傳統(tǒng)的F

4、FT反演法相比，都有效地降低了圖像噪聲，并且失真更小。
　　 以可見度測量的統(tǒng)計分布模型為基礎，進一步提出了反演圖像的統(tǒng)計分布模型。該模型解決了以往缺乏像素值概率密度函數(shù)的顯示表達的問題，不僅適用于FFT反演，而且適用于包括直接正則化反演在內的任意線性反演算法，并為評估反演算法的信噪比性能提供了研究手段。
　　 將綜合孔徑輻射計反演圖像統(tǒng)計分布模型應用于目標檢測算法研究，分別探討了單幀圖像檢測、序列圖像先檢測后跟蹤、序列