多通道SAR系統地面運動目標信息獲取方法研究.pdf

1、雷達成像技術作為一種全天時、全天候、遠距離的信息獲取手段在國防以及民用領域都具有重大應用價值，它大大提高了雷達信息獲取能力，為目標識別創(chuàng)造了前所未有的機會，是雷達技術發(fā)展的一個重要里程碑。地面運動目標檢測是軍用合成孔徑雷達系統所必須具備的一項基本功能，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)分出運動目標并且能夠正確地估計出其運動

2、參數，因而廣泛地應用于戰(zhàn)場感知和偵查中。本論文以正側視多通道SAR-GMTI系統為對象，具體研究內容如下：
　　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)星基線斜置并結合相位中心偏置天線技術的星載三通道SAR-GMTI方法。研究了基線斜置時的等效相位中心補償函數，給出了在該情況下新的系統約束條件，并在此基礎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、相誤差對靜止目標抑制和運動目標檢測的影響。提出了一種以偽隨機碼作為校準源進行通道幅、相誤差計算的方法，該方法利用校準源發(fā)射偽隨機碼信號，然后在各接收通道中利用相關解擴計算出幅度和相位誤差，并結合卡爾曼濾波器來消除噪聲對誤差計算的影響。與傳統的傅立葉變換相比，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，單通道系統對落入主瓣雜波內的慢速運動目標難以檢測，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動目標，而且還能對目標進行參數估計和定位處理。因此，本文著重對多通道SAR-GMTI的誤差問題進行了分析。同時，在多輸入多輸出合成孔徑雷達的基礎上，提出使用雙衛(wèi)星、雙工作頻率實現地面快速運動目標檢測、成像和參數估計的方法。利用廣義二階keystone變換對提取出的運動目標進行距離徙動校正，針對快速運動目標的多普勒模糊問題，使用修正的離散調頻傅立葉變換結合最小波形熵搜索完成目標多普勒參數估計，利用數值搜索的

5、方法對不同工作頻率下的速度集合進行交集求解得到目標真實速度值。
　　第四部分，不同于勻速運動目標，當目標具有加速度時會使回波產生方位向上的三次相位，影響靜止目標抑制和多普勒參數估計，為此，提出了一種基于三次相位補償的參數估計方法。在分析信號模型的基礎上，通過在時間-調頻率平面上采用類似Dechirp和一維搜索的方法實現三次相位的補償，并提出了一種基于三次相位補償的方位向速度估計方法。
　　第五部分，研究了同步軌道衛(wèi)星結合機載

6、雙通道SAR的雙基地SAR-GMTI系統。在分析運動目標回波信號的線性調頻特性后，根據該特性利用分數階傅立葉變換進行多普勒參數估計，以此構造新的補償函數和匹配濾波器，并對雙基地系統中的時間、頻率不同步影響運動目標聚焦成像的問題進行了詳細分析。從星機雙基地SAR-GMTI的運動誤差幾何模型出發(fā)，分析出誤差對運動目標參數的影響，并給出了相應的補償因子。特別針對地勢起伏和斜視角不能忽略的情況，分析了誤差補償的偏移量并提出了有效的補償方法。