基于浮空平臺(tái)的微波凝視關(guān)聯(lián)成像若干關(guān)鍵問(wèn)題研究.pdf

1、微波凝視關(guān)聯(lián)成像利用多個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)射獨(dú)立隨機(jī)信號(hào)構(gòu)造波束內(nèi)時(shí)空兩維隨機(jī)變化的輻射場(chǎng)，通過(guò)對(duì)觀測(cè)區(qū)域輻照而采集得到的回波信號(hào)和由計(jì)算得到的輻射場(chǎng)的關(guān)聯(lián)處理，實(shí)現(xiàn)波束內(nèi)目標(biāo)高分辨成像。為了滿足微波凝視關(guān)聯(lián)成像雷達(dá)對(duì)固定、重點(diǎn)區(qū)域的連續(xù)不間斷觀測(cè)的需求，本文開(kāi)展基于浮空平臺(tái)的微波凝視關(guān)聯(lián)成像研究，主要解決以下三個(gè)問(wèn)題:(1)微波凝視關(guān)聯(lián)成像雷達(dá)實(shí)際發(fā)射波形相對(duì)于預(yù)置波形存在偏差;(2)發(fā)射接收天線隨浮空平臺(tái)平移運(yùn)動(dòng);(3)大觀測(cè)區(qū)域成像所需的計(jì)

2、算量和存儲(chǔ)量與受限的浮空平臺(tái)資源相矛盾。本文研究工作包括:
　　一、針對(duì)問(wèn)題(1)，推導(dǎo)了包含幅相誤差及同步誤差的關(guān)聯(lián)成像模型，提出了基于參考接收通道的幅相誤差及同步誤差校正方法，即在對(duì)目標(biāo)區(qū)域觀測(cè)成像的同時(shí)，利用參考接收機(jī)采集各輻射單元的直達(dá)信號(hào)。將包含誤差的凝視關(guān)聯(lián)成像分解為兩個(gè)步驟:首先利用直達(dá)信號(hào)進(jìn)行幅相誤差及同步誤差估計(jì)，然后利用估計(jì)值對(duì)包含誤差的成像模型進(jìn)行補(bǔ)償并通過(guò)關(guān)聯(lián)處理算法進(jìn)行成像。相對(duì)于僅利用回波來(lái)估計(jì)誤差的目

3、標(biāo)成像方法，論文所提基于參考通道輔助誤差估計(jì)的方法，實(shí)現(xiàn)更為簡(jiǎn)單且效果更佳。此外，分析了各通道信號(hào)參數(shù)和參考接收天線的位置及指向?qū)φ`差估計(jì)的影響，得到波形設(shè)計(jì)和天線布局應(yīng)滿足的準(zhǔn)則。
　　二、針對(duì)問(wèn)題(2)，推導(dǎo)了基于平移運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的微波凝視關(guān)聯(lián)成像模型，在此基礎(chǔ)上分析了平臺(tái)平移運(yùn)動(dòng)及速度測(cè)量誤差對(duì)成像性能的影響。將存在測(cè)速誤差的平移浮空平臺(tái)下的微波凝視關(guān)聯(lián)成像問(wèn)題轉(zhuǎn)換為目標(biāo)函數(shù)的最小化問(wèn)題，提出了基于牛頓法和粒子群優(yōu)化的平移速度估

4、計(jì)與目標(biāo)重建聯(lián)合求解算法。
　　三、針對(duì)問(wèn)題(3)，在窄脈沖關(guān)聯(lián)處理的基礎(chǔ)上，針對(duì)離散集群目標(biāo)場(chǎng)景，提出了基于窄脈沖的自適應(yīng)成像方法。該方法通過(guò)系統(tǒng)發(fā)射窄脈沖隨機(jī)信號(hào)和對(duì)網(wǎng)格誤差魯棒性較好的匹配濾波方法，自適應(yīng)尋找目標(biāo)分布區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了距離向和方位向的二維自適應(yīng)網(wǎng)格劃分，避免了在整個(gè)成像區(qū)域進(jìn)行均勻網(wǎng)格細(xì)分導(dǎo)致測(cè)量矩陣規(guī)模大的問(wèn)題。
　　四、考慮基于窄脈沖關(guān)聯(lián)處理方法要求實(shí)際成像系統(tǒng)具備發(fā)射窄脈沖的能力，而實(shí)際發(fā)射通道的末級(jí)電