复杂场景杂波建模及杂波对一维距离像的影响

摘要

高分辨距离成像技术在目标识别、精确制导、战场监视等领域有重要应用，但在实际应用中不可避免地受到杂波的影响，从而降低成像的性能。针对该问题，本文首先分析无杂波理想情况下的一维距离成像的性能，介绍了三种高分辨成像算法的原理及其实现方案；通过分析和仿真比较了三种算法的成像性能。分析结果表明：线性调频成像算法性能较好，但对运动目标效果较差；步进频率成像算法处理过程较复杂，相位编码抗干扰效果较好，但对于多普勒频移较敏感。 本文针对港口复杂场景的杂波模型进行分析和仿真，根据ZMNL方法实现杂波建模的原理，分别针对瑞利分布、对数正态分布、韦伯分布、K分布的四种杂波模型，使用ZMNL方法进行了杂波仿真。在此基础上，提出了一种基于照射面积的复杂场景后向散射系数模型来解决复杂场景下的后向散射系数计算问题；推导了复杂场景杂波的功率谱以及幅度分布公式，并对韦伯杂波和对数正态杂波的复合分布进行了仿真，仿真结果表明二者的复合分布服从双参数的对数正态分布。 在无杂波理想情况下一维距离成像的性能分析和杂波模型分析的基础上，分析杂波对一维距离成像性能的影响，杂波引起雷达分辩率的降低，严重情况下淹没目标；本文最后结合杂波建模理论和仿真技术，进行了一维距离像的抗干扰仿真，仿真结果表明相位编码成像算法抗杂波干扰效果最好，线性调频成像算法次之，步进频率成像算法最差。