合成孔径雷达地面运动目标检测性能改善技术

发布时间：2018-10-23 07:51

【摘要】：合成孔径雷达地面运动目标检测(SAR-GMTI)技术在军事侦察中具有重要应用价值,这使得SAR-GMTI技术成为近年来的研究热点。本论文的研究工作以改善多通道SAR-GMTI系统的性能为目标,重点研究通道均衡、无模糊速度估计和基线估计等关键技术问题。论文所开展的具体工作概括如下:第一部分,为改善杂波抑制性能,提出了一种新的二维(2D)频率域的通道均衡算法。基于相关分析这一有用工具,获得了解决常规通道均衡问题的新算法。该算法只需关于通道输出信号的前二阶矩的知识,而无需关于分布情况的假设。另外,该算法还具有实现形式简单且无需迭代操作等优点。实测数据处理的结果表明,该算法能获得比常规通道均衡算法更好的性能。第二部分,为改善杂波抑制性能,提出了一种两级通道均衡技术。我们发现,通道误差可分成两大类:卷积型误差和乘积型误差。卷积型误差更适合于在二维频率域补偿,而乘积型误差则应该在图像域补偿。利用已有的常规二维频率域通道校准方法构成的第一级均衡处理器可以有效地补偿卷积型误差。为了补偿乘积型误差,引入了图像域中值滤波技术作为第二级均衡处理器。所提出的两级均衡技术用于处理由某个严重不匹配的多通道SAR-GMTI系统所采集的实测数据,这些处理结果验证了该算法所具有的良好通道均衡性能。第三部分,针对沿航迹干涉(ATI)测速的速度模糊问题,提出了一种新的估计目标无模糊距离向速度的方法。该方法的基本思想是将无模糊速度拆分成分数倍速度部分和整数倍速度部分,并且对这两个部分分别进行估计。该方法联合使用了ATI处理和多视拍频(MLBF)处理。ATI处理可以获得精确的速度估计但是其无模糊速度范围很小,而MLBF处理可以获得足够大的无模糊速度范围但是其估计的精度较差。为此,我们利用ATI处理来估计分数倍速度部分,而模糊数的估计则通过联合利用MLBF和ATI的处理结果获得。有了模糊数与分数倍速度部分的估计便可精确地估计出无模糊速度值。实测数据处理结果表明,该方法可以精确地估计出目标的无模糊速度。第四部分,为获得精确的基线估计以便能精确地测量目标的速度进而能精确地对运动目标进行重定位,提出了一种新的基于配准和中值滤波技术的有效基线估计方法。该方法的基本思想是,通过在二维频率域估计ATI相位斜面的斜率来获得有效基线的估计。本部分所提出的有效ATI基线估计方法中包含了两个关键环节:精配准和中值滤波。实测数据处理结果表明,该方法可以获得有效基线的精确估计。第五部分,针对基线估计问题,提出了一种简单且稳健的有效基线估计方法。该方法的基本思想是通过基线搜索操作完成基线估计。该方法中,相关度(DOC)用作判断获得最优基线估计的测度,其依据是:基线估计值越精确,则利用该基线估计值对这两个通道进行配准所获得的通道间相关性也就越高。所提方法有两个优点:设计简单且对于多普勒中心频率稳健,其有效性已利用实测SAR数据进行了检验。最后,对全文工作进行了总结,并且对未来工作进行了展望,同时提出了一些潜在的研究方向。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN958

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本文编号：2288574