机载前视雷达扫描波束锐化方法研究

发布时间：2024-06-05 02:46

　　机载前视扫描雷达可以全天时、全天候对飞行器正前方区域的地形地貌和目标分布情况进行成像探测,在飞行器自主着陆、地形回避、物资空投等领域具有重要应用价值。但现有雷达技术受天线实波束的孔径限制,方位分辨率较低,无法实现前视较远区域地形地貌及集群目标的有效分辨。因此,研究机载前视扫描雷达波束锐化成像技术,在不改变系统基本硬件条件的情况下,通过信号处理的方法提高目标方位分辨率,对提升机载雷达性能具有重要意义。本文围绕提高机载前视扫描雷达方位分辨率的相关理论与方法问题,从基于统计优化及正则化两种途径开展了波束锐化方法、算法实现和畸变修正等研究工作,主要内容如下:1.提出了基于I/Q通道噪声建模的最大似然波束锐化方法,通过联合考虑I/Q通道噪声分布构建匹配的似然函数,缓解了传统方法中回波统计模型失配造成的噪声敏感问题,有效抑制了成像结果中的寄生波纹和虚假目标。2.提出了基于平方拉普拉斯约束的最大后验波束锐化方法,利用拉普拉斯分布联合二次项分布对目标进行约束,解决了稀疏场景中由噪声放大现象引起的不完全收敛问题,在实现稀疏目标精确反演的同时,提高了波束锐化算法稳定性。3.提出了双通道正则化处理策略,构建...

【文章页数】：131 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 国内外研究动态
        1.2.1 大尺寸阵列天线方法
        1.2.2 单脉冲成像技术
        1.2.3 基于卷积反演理论的波束锐化技术
    1.3 本文的主要贡献与创新
    1.4 本论文的结构安排
第二章 回波建模及波束锐化机理
    2.1 回波建模
        2.1.1 空间几何模型
        2.1.2 信号回波模型
    2.2 回波预处理
    2.3 波束锐化及其机理
        2.3.1 方位波束锐化
        2.3.2 波束锐化与反卷积
        2.3.3 波束锐化与频谱外推
    2.4 本章小结
第三章 基于统计优化的波束锐化方法研究
    3.1 基于经典分布的ML波束锐化方法
        3.1.1 基于高斯分布的ML波束锐化方法
        3.1.2 基于泊松分布的ML波束锐化方法
        3.1.3 数值仿真
    3.2 基于I/Q通道建模的ML波束锐化方法
        3.2.1 算法推导
        3.2.2 仿真与实测数据处理
    3.3 基于平方拉普拉斯约束的MAP波束锐化方法
        3.3.1 算法推导
        3.3.2 数值仿真
    3.4 本章小结
第四章 基于正则化的波束锐化方法研究
    4.1 正则化方法的理论研究基础
    4.2 基于二阶梯度稀疏的Tikhonov正则化波束锐化方法
        4.2.1 传统正则化方法
        4.2.2 新目标函数构建与算法推导
        4.2.3 数值仿真
    4.3 双通道正则化处理方法
        4.3.1 稀疏正则化方法
        4.3.2 双通道处理策略
        4.3.3 仿真与实测数据处理
    4.4 基于三点向量外推的加速ISTA
        4.4.1 三点向量外推加速方法
        4.4.2 数值仿真
    4.5 本章小结
第五章 波束畸变分析及修正算法研究
    5.1 平台高速运动下的波束畸变
        5.1.1 理论分析
        5.1.2 算法仿真
    5.2 基于分块处理的正则化算法
        5.2.1 算法推导
        5.2.2 数值仿真
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究结论
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果



本文编号：3989539