机载合成孔径雷达地面运动目标检测与成像技术

摘要

运动目标检测与成像作为合成孔径雷达(synthetic aperture radar，SAR)的一个重要研究方向，一直是人们关注的热点问题，在军事领域尤为突出，民用领域也得到了广泛的应用。机载SAR与星载SAR相比具有限制条件少，易于实现，更具有灵活性等优点，因此本文选择多通道机载SAR动目标检测与成像技术为研究内容。
　　 本文进行的主要工作如下:
　　 1.从机载SAR平台与运动目标空间位置关系出发，分析了运动目标径向速度和方位向速度对SAR成像的影响。
　　 2.基于偏置相位中心天线(DPCA)技术，分别研究了三通道机载SAR数据域动目标检测、测速、定位和成像的实现方法，双通道机载SAR图像域动目标检测与成像方法以及和差波束ADPCA动目标检测与成像方法。仿真结果表明验证了三种方法的有效性。
　　 3.基于空时自适应处理(STAP)技术，分析了STAP的原理，讨论了几种实现方法，提出了一种新的FA-STAP（先滤波后自适应）方法，仿真结果表明，即使在目标速度小于杂波运动速度，该方法仍能有效的抑制强地杂波，检测出弱小运动目标并进行成像。
　　 4.基于沿航迹干涉(ATI)技术，分析了ATI的基本原理，研究了动目标检测中幅度检测函数和相位检测函数的确定方法。仿真结果ATI技术实现运动目标检测性能的好坏会受到动目标信杂比和距离向速度的共同制约。

目录

声明

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．2 动目标检测方法概述

1．3 本文主要工作和结构安排

第2章 运动目标回波信号分析

2．1 机载SAR平台与运动目标的空间几何关系

2．2 运动目标径向速度对成像的影响

2．3 运动目标方位向速度对成像的影响

2．4 运动目标距离徙动分析

2．4．1 时域分析

2．4．2 频域分析

2．5 本章小结

第3章 基于DPCA技术的动目标检测与成像

3．1 DPCA基本原理与实现方法

3．1．1 DPCA基本原理

3．1．2 DPCA实现方法

3．2 三通道机载SAR数据域动目标检测、测速、定位和成像

3．2．1 基本原理

3．2．2 动目标检测

3．2．3 动目标定位

3．2．4 动目标测速

3．2．5 动目标成像

3．3 双通道机载SAR图像域动目标检测

3．4 ADPCA动目标检测方法

3．6 仿真实验与分析

3．6．1 三通道SAR数据域DPCA与双通道SAR图像域DPCA仿真

3．6．2 ADPCA仿真

3．7 本章小结

第4章 STAP技术动目标检测与成像

4．1 STAP动目标检测理论

4．1．1 STAP方法简介

4．1．2 杂波抑制的机理分析

4．1 STAP降维处理

4．2．1 引言

4．2．2 降维STAP原理

4．2．3 信杂噪比损耗

4．3 Σ△-stap动目标检测

4．3．1 3DT-Σ△-stap方法

4．3．2 pc-Σ△-stap方法

4．4 一种新的STAP方法

4．5 仿真实验与分析

4．6 本章小节

第5章 基于ATI技术的运动目标处理

5．1 基本原理和实现方法

5．1．1 基本原理

5．1．2 满足DPCA条件时的实现方法

5．1．3 不满足DPCA条件时的实现方法

5．2 干涉相位分析

5．3 检测函数的确定

5．3．1 幅度检测函数

5．3．2 相位检测函数

5．4 仿真实验与分析

5．4．1 不同距离向速度对检测结果的影响

5．4．2 不同SCR对检测结果的影响

5．5 本章小结

第6章 结束语

6．1 工作总结

6．2 工作展望

致谢

参考文献

作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目和撰写的论文