多通道SAR-GMTI方法研究.pdf

1、合成孔徑雷達（SAR）具有全天候、全天時和遠距離成像的特點，可以大大提高雷達的信息獲取能力，特別是戰(zhàn)場感知能力，對軍用和民用均有重要的應(yīng)用價值。 地面運動目標檢測（Ground Moving Target Indication，GMTI）和測速定位是軍用SAR系統(tǒng)所必須具備的一項基本功能，也是SAR信號處理中的一個重要問題。與單天線SAR系統(tǒng)相比，多通道（天線）SAR系統(tǒng)增加了系統(tǒng)自由度，可以通過雜波抑制顯著提高運動目標的信雜噪

2、比，改善系統(tǒng)的最小可檢測速度（Minimum Detectable Velocity，MDV），和定位能力。目前，世界上許多國家都在大力發(fā)展多通道地面運動目標檢測和定位技術(shù)，積極研究先進的運動目標檢測理論，努力尋求各種高效、實用的運動目標檢測技術(shù)。機載和星載多通道SAR系統(tǒng)在檢測地面運動目標時會遇到很多問題，比如最小可檢測速度與最大不模糊速度之間的矛盾、地雜波頻譜展寬問題、通道失衡問題、運動目標散焦和方位偏移問題、混合基線情況下的GMT

3、I問題等。本論文以正側(cè)視多通道SAR-GMTI系統(tǒng)為對象，針對以上幾個問題展開研究，具體內(nèi)容如下： 1、常規(guī)多通道SAR-GMTI系統(tǒng)在檢測地面運動目標時，不可避免地遇到最小可檢測速度與最大不模糊速度這一對矛盾。在星載分布式衛(wèi)星系統(tǒng)中，這個矛盾將更為突出。以獲得最優(yōu)速度響應(yīng)為目的，在對單顆衛(wèi)星接收天線進行子陣分割的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了理想雜波假設(shè)下系統(tǒng)輸出信雜噪比的表達式，進而提出了多通道SAR-GMTI系統(tǒng)的基線優(yōu)化方法。

4、2、針對多通道SAR-GMTI系統(tǒng)在沿航跡基線較長的情況下存在徑向速度估計模糊問題，從理論上分析推導(dǎo)了運動目標干涉相位與雷達系統(tǒng)參數(shù)之間的關(guān)系。在將參差基線和參差頻率的解模糊能力聯(lián)合起來的基礎(chǔ)上，提出了一種數(shù)值計算方法，可以簡單有效地計算出目標的正確徑向速度。 3、對于多通道系統(tǒng)來講，通道之間無論是通道傳遞函數(shù)還是天線方向圖都會存在差異，影響SAR圖像間的相干性，導(dǎo)致雜波抑制比下降。本文提出一種基于回波數(shù)據(jù)的通道均衡方法來提高S

5、AR圖像間的相干性，進而大大改善了雜波抑制比。此外，在雜波抑制過程得到簡化的基礎(chǔ)上，將通道均衡和SPECAN算法相結(jié)合，提出了切實可行的快速GMTI方法。 4、研究了多個地面運動目標方位向速度估計和成像問題。將圖像域分離出的運動目標變換至原始信號域，既進一步提高了目標的信雜噪比，又解決了多信號參數(shù)估計容易受信號幅度影響的問題。利用速度匹配濾波器搜索方位向速度，提出以運動目標聚焦熵為代價函數(shù)，比僅依賴聚焦結(jié)果最大幅度決定方位向速度

6、更為穩(wěn)健。 5、在常規(guī)GMTI系統(tǒng)不具備參差基線和參差工作頻率的情況下，提出一種解決徑向速度模糊的方法。首先利用目標與雷達之間的斜距歷程求解相位模糊次數(shù)，再結(jié)合干涉相位得出正確的徑向速度。針對傳統(tǒng)SAR-GMTI系統(tǒng)空間分辨率不高的情況，提出利用MUSIC超分辨算法提高距離分辨率，解決了斜距歷程測速精度差的問題。 6、在多通道SAR系統(tǒng)中，垂直航跡基線的存在不僅導(dǎo)致SAR圖像對之間干涉相位與地面雜波高程相聯(lián)系，而且將引起