多通道SAR系統(tǒng)地面運(yùn)動目標(biāo)信息獲取方法研究.pdf

1、雷達(dá)成像技術(shù)作為一種全天時、全天候、遠(yuǎn)距離的信息獲取手段在國防以及民用領(lǐng)域都具有重大應(yīng)用價值，它大大提高了雷達(dá)信息獲取能力，為目標(biāo)識別創(chuàng)造了前所未有的機(jī)會，是雷達(dá)技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑。地面運(yùn)動目標(biāo)檢測是軍用合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)所必須具備的一項(xiàng)基本功能，也是其信號處理中的一個重要問題。由于沿航跡向多通道SAR比單通道SAR能夠提供更多的系統(tǒng)自由度，具有很好的雜波抑制性能，能在地雜波或者海雜波中清楚地區(qū)分出運(yùn)動目標(biāo)并且能夠正確地估計(jì)出其運(yùn)動

2、參數(shù)，因而廣泛地應(yīng)用于戰(zhàn)場感知和偵查中。本論文以正側(cè)視多通道SAR-GMTI系統(tǒng)為對象，具體研究內(nèi)容如下：
　　第一部分，為了獲得水平和垂直的多個相位中心信息，提出了一種新的衛(wèi)星基線斜置并結(jié)合相位中心偏置天線技術(shù)的星載三通道SAR-GMTI方法。研究了基線斜置時的等效相位中心補(bǔ)償函數(shù)，給出了在該情況下新的系統(tǒng)約束條件，并在此基礎(chǔ)上分析了基線斜置角對檢測盲速的影響。
　　第二部分，針對多通道SAR-GMTI系統(tǒng)中通道間存在幅度

3、、相位誤差的問題，分析了幅、相誤差對靜止目標(biāo)抑制和運(yùn)動目標(biāo)檢測的影響。提出了一種以偽隨機(jī)碼作為校準(zhǔn)源進(jìn)行通道幅、相誤差計(jì)算的方法，該方法利用校準(zhǔn)源發(fā)射偽隨機(jī)碼信號，然后在各接收通道中利用相關(guān)解擴(kuò)計(jì)算出幅度和相位誤差，并結(jié)合卡爾曼濾波器來消除噪聲對誤差計(jì)算的影響。與傳統(tǒng)的傅立葉變換相比，所提方法在低信噪比的情況下具有更好的誤差測量效果。
　　第三部分，單通道系統(tǒng)對落入主瓣雜波內(nèi)的慢速運(yùn)動目標(biāo)難以檢測，而多通道SAR-GMTI具有良好

4、的雜波對消性，不僅能夠檢測慢速運(yùn)動目標(biāo)，而且還能對目標(biāo)進(jìn)行參數(shù)估計(jì)和定位處理。因此，本文著重對多通道SAR-GMTI的誤差問題進(jìn)行了分析。同時，在多輸入多輸出合成孔徑雷達(dá)的基礎(chǔ)上，提出使用雙衛(wèi)星、雙工作頻率實(shí)現(xiàn)地面快速運(yùn)動目標(biāo)檢測、成像和參數(shù)估計(jì)的方法。利用廣義二階keystone變換對提取出的運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行距離徙動校正，針對快速運(yùn)動目標(biāo)的多普勒模糊問題，使用修正的離散調(diào)頻傅立葉變換結(jié)合最小波形熵搜索完成目標(biāo)多普勒參數(shù)估計(jì)，利用數(shù)值搜索的

5、方法對不同工作頻率下的速度集合進(jìn)行交集求解得到目標(biāo)真實(shí)速度值。
　　第四部分，不同于勻速運(yùn)動目標(biāo)，當(dāng)目標(biāo)具有加速度時會使回波產(chǎn)生方位向上的三次相位，影響靜止目標(biāo)抑制和多普勒參數(shù)估計(jì)，為此，提出了一種基于三次相位補(bǔ)償?shù)膮?shù)估計(jì)方法。在分析信號模型的基礎(chǔ)上，通過在時間-調(diào)頻率平面上采用類似Dechirp和一維搜索的方法實(shí)現(xiàn)三次相位的補(bǔ)償，并提出了一種基于三次相位補(bǔ)償?shù)姆轿幌蛩俣裙烙?jì)方法。
　　第五部分，研究了同步軌道衛(wèi)星結(jié)合機(jī)載

6、雙通道SAR的雙基地SAR-GMTI系統(tǒng)。在分析運(yùn)動目標(biāo)回波信號的線性調(diào)頻特性后，根據(jù)該特性利用分?jǐn)?shù)階傅立葉變換進(jìn)行多普勒參數(shù)估計(jì)，以此構(gòu)造新的補(bǔ)償函數(shù)和匹配濾波器，并對雙基地系統(tǒng)中的時間、頻率不同步影響運(yùn)動目標(biāo)聚焦成像的問題進(jìn)行了詳細(xì)分析。從星機(jī)雙基地SAR-GMTI的運(yùn)動誤差幾何模型出發(fā)，分析出誤差對運(yùn)動目標(biāo)參數(shù)的影響，并給出了相應(yīng)的補(bǔ)償因子。特別針對地勢起伏和斜視角不能忽略的情況，分析了誤差補(bǔ)償?shù)钠屏坎⑻岢隽擞行У难a(bǔ)償方法。