陣列雷達SAR-GMTI關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、合成孔徑雷達(SAR)是現(xiàn)代雷達的一項突破性成就。它具有全天候、全天時和遠距離成像的特點，能夠從空中實時提供類似光學(xué)照片的二維地物地貌圖像并且具有良好的空間分辨能力和輻射測量保真度，它的優(yōu)良性能使它在軍事和民用上都得到非常廣泛的應(yīng)用。SAR的初衷是針對地面靜止場景成像而發(fā)展起來的，在常規(guī)的SAR圖像中，地面運動目標圖像會出現(xiàn)距離走動、散焦、方位位置偏移等現(xiàn)象，動目標往往只能以模糊的形式疊加在靜止場景SAR圖像上。在實際的應(yīng)用中，特別是在

2、軍事的應(yīng)用上，人們總是希望通過SAR圖像來進行地面動目標檢測(GMTI)并將其標注在場景的SAR圖像上，SAR-GMTI技術(shù)就這樣應(yīng)運而生了。多通道SAR比單通道SAR能夠提供更多的系統(tǒng)自由度。就實現(xiàn)GMTI功能而言，雷達陣列沿航向直線分布為最優(yōu)構(gòu)型，可以獲得最優(yōu)的雜波抑制性能，能夠在地雜波或者海雜波中清楚地區(qū)分出運動目標并且能夠正確地估計出其運動參數(shù)，因而被廣泛地應(yīng)用于戰(zhàn)場感知和偵察中。
　　 目前世界上許多國家都在大力研究基

3、于SAR的多通道地面運動目標檢測和定位技術(shù)，努力尋求各種高效、實用的動目標檢測方法。本文在深入分析國內(nèi)外SAR-GMTI研究成果的基礎(chǔ)上，對合成孔徑雷達動目標檢測和成像機理進行了較為詳細的研究和分析，重點研究了沿航跡正側(cè)視陣列雷達實現(xiàn)SAR-GMTI時所需解決的通道均衡、雜波抑制以及運動目標參數(shù)估計等問題。論文的主要內(nèi)容可概括為以下四個部分：
　　 1.針對多通道均衡問題，提出了一種對強目標信號污染穩(wěn)健的自適應(yīng)通道盲均衡算法。該

4、方法在獲得SAR圖像的基礎(chǔ)上，根據(jù)功率挑選準則選取數(shù)據(jù)樣本矢量，并對其模進行歸一化處理，對模歸一化矢量的協(xié)方差矩陣進行特征分解后取其最大特征值對應(yīng)的特征矢量，最后再將原始數(shù)據(jù)矢量的各分量除以該特征矢量的對應(yīng)分量，從而達到均衡通道幅相誤差的目的。理論分析、仿真實驗和某機載實測數(shù)據(jù)的處理結(jié)果表明該方法能夠有效地均衡通道響應(yīng)誤差，對強干擾或目標信號的污染具有穩(wěn)健性。
　　 2.針對圖像配準誤差嚴重影響傳統(tǒng)GMTI算法的目標檢測性能的問

5、題，提出了SAR圖像域基于聯(lián)合相關(guān)導(dǎo)向矢量模型的自適應(yīng)目標檢測及測速定位方法。該方法在很大程度上增加了系統(tǒng)的自由度，大大提高了系統(tǒng)的雜波抑制性能。仿真實驗表明該方法對圖像配準誤差具有較強的穩(wěn)健性，在圖像配準誤差達到一個像素的情況下仍能獲得良好的目標檢測性能和較高的測速定位精度。
　　 3.提出了一種穩(wěn)健的特征子空間投影雜波抑制方法。在理想情況下，傳統(tǒng)的特征子空間投影方法具有良好的雜波抑制性能，然而在實際中存在強干擾或目標信號污染

6、時，其雜波抑制性能會受到嚴重的影響。為此，本文提出了一種新的特征子空間投影方法，理論分析表明該方法對強干擾或目標信號污染具有穩(wěn)健性。仿真實驗和實測數(shù)據(jù)處理驗證了方法的有效性。
　　 4.提出了一種基于模歸一化矢量的自適應(yīng)波束形成方法。該方法首先利用次優(yōu)權(quán)進行雜波抑制，然后針對目標所在的位置利用最優(yōu)權(quán)進行目標徑向速度搜索運算，根據(jù)輸出信雜噪比最大準則估計目標徑向速度，最后在SAR圖像上對目標的真實位置進行標定。該方法有效降低了目標