基于DPCA的机载SAR/GMTI通道均衡技术研究

摘要

本文主要研究基于相位中心偏置天线(DPCA)的合成孔径雷达(SAR)地面运动目标检测及其通道均衡技术。动目标检测是SAR的重要研究领域,目前各国都在大力发展动目标检测和定位系统,寻求各种高效的动目标检测和定位方法,通道均衡技术是其中必不可少的环节。
　　 本文简单介绍了SAR的发展概况,通过分析SAR的成像原理和静止目标回波模型得到了运动目标回波模型,探讨了目标运动对SAR回波和成像过程的影响。研究了特定天线配置方式下的机载双通道SAR/DPCA系统的回波模型,推导出了数据时域、数据多普勒域和图像域DPCA杂波抑制算法,并对这几种算法进行了比较。为了研究SAR/GMTI系统性能,本文建立了以改善因子为核心参数的机载SAR/DPCA系统性能分析模型,详细分析了各种误差因素对系统改善因子的影响,通过仿真验证了通道均衡的精度是决定系统改善因子的重要因素。针对传统通道均衡技术硬件代价大、需要训练信号等缺陷,本文提出了一种基于数字信号处理的通道盲均衡算法。该算法通过估计通道间的幅度误差和相位误差并加以补偿,有效地改善了通道间的失衡状态,提高了通道均衡的精度。仿真试验表明,本文算法简单,易于实现,无需改变SAR天线系统,在没有平台运动速度、偏航角等先验知识的情况下,可以自适应地补偿SAR/DPCA系统通道间的相位误差,以很小的代价获得了良好的通道均衡的性能。

目录

文摘

英文文摘

图表目录

注释表

第一章 绪论

1.1 课题的背景与研究意义

1.2 合成孔径雷达成像和地面动目标检测技术及其发展

1.2.1 合成孔径雷达的基本概念

1.2.2 合成孔径雷达的发展历史

1.2.3 国内外SAR动目标检测方法研究进展

1.3 通道均衡技术研究现状

1.4 本文的研究内容与论文的结构

第二章 合成孔径雷达动目标检测和成像的基本原理

2.1 合成孔径雷达原理

2.2 SAR静止点目标的成像与定位

2.3 运动目标的回波分析

2.3.1 运动点目标的合成孔径雷达回波模型

2.3.2 目标运动对合成孔径雷达成像的影响

2.4 计算机仿真

2.5 小结

第三章 机载双通道SAR/DPCA运动目标检测技术

3.1 DPCA基本原理

3.2 双通道SAR/DPCA技术

3.2.1 双通道SAR回波模型

3.2.2 DPCA条件

3.3 DPCA算法

3.3.1 数据时域DPCA算法

3.3.2 数据多普勒域DPCA算法

3.3.3 图像域DPCA算法

3.3.4 DPCA算法的比较

3.4 计算机仿真

3.5 小结

第四章 SAR/DPCA系统检测性能分析及仿真

4.1 DPCA算法检测性能分析

4.1.1 改善因子(IF)

4.1.2 数据多普勒域DPCA算法误差理论分析

4.2 误差对系统IF的影响分析及仿真

4.2.1 基线长度误差对系统IF的影响

4.2.2 天线方向图误差对系统IF的影响

4.2.3 载机速度误差对系统IF的影响

4.4 计算机仿真

4.5 小结

第五章 机载双通道SAR/DPCA通道均衡

5.1 通道失衡对SAR/DPCA系统IF的影响分析及仿真

5.2 通道均衡技术的基本方法

5.2.1 SAR/DPCA系统误差的来源及减小误差的方法

5.2.2 自适应通道均衡方法

5.3 本文提出的通道盲均衡算法

5.3.1 相位自适应均衡

5.3.2 幅度盲均衡

5.3.3 算法流程图

5.4 计算机仿真

5.5 小结

第六章 结束语

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的论文