SAR/GMTI车辆目标微动信号仿真、提取和特征分析

摘要

合成孔径雷达(SAR)作为一种高科技探测工具,在各个领域具有重要的研究价值和实际应用价值。军事目标检测和识别的研究在合成孔径雷达的军事应用研究中是一个比较热点的方向。
　　本文主要研究SAR/GMTI(地面动目标指示)双通道模式平台下的轮式/履带式车辆微动目标回波信号在场景杂波中的仿真、提取和目标识别工作。实际的轮式/履带式车辆微动和场景回波信号获取比较困难,因此需要仿真这些回波信号。微动通常伴随着平动,车辆微动回波信号的检测可以通过相位中心偏置天线(DPCA)杂波抑制和CFAR(恒虚警率)检测技术实现,并通过信号分离技术从背景残余杂波中提取微动回波信号。时频分析技术为非平稳随机的微动回波信号的特征分析提供了依据。本文围绕以上内容展开的工作包括有:
　　1、分析了SAR基本技术,包括有轮式/履带式车辆回波信号仿真、场景回波信号仿真、DPCA杂波抑制、经验模式分解、波形熵和时频分析;
　　2、研究了一种SAR图像域上的丛林区域分割技术,为在对场景中的丛林区域双程衰减以及遮挡效应仿真提供丛林区域标记集合;
　　3、基于SAR双通道工作原理,给出了双通道的轮式/履带式车辆微动回波信号的仿真方法,并讨论车辆目标在不同速度和运动方位角下回波信号的特性;根据逆R-D算法和双通道工作原理,给出了场景回波信号仿真的方法,讨论了场景信号中丛林区域的双程衰减和树干遮挡效应,给出了目标在丛林区域影响下的回波信号仿真方法;
　　4、利用DPCA杂波抑制技术和CFAR检测技术,检测提取出包含微动回波信号的数据切片;同时讨论了在数据切片存在残余背景杂波情况下微动信号分离方法;
　　5、对微动信号数据切片利用时频分析的方法进行信号的特征分析,并利用波形熵提取时频图特征。分析了两类车辆目标的时频图特征和波形熵特征。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 国内外研究现状概述

1.3 本文研究内容与论文结构

第二章 SAR信号处理技术理论分析

2.1 引言

2.2 轮式/履带式车辆微动目标建模以及回波信号的仿真

2.3 SAR场景回波信号仿真

2.4 杂波抑制的微动目标信号检测

2.5 经验模式分解（EMD）算法的基本原理

2.6 波形熵基本理论

2.7 短时傅里叶变换基本理论

2.8 本章小结

第三章 SAR图像丛林区域分割

3.1 引言

3.2 SAR图像丛林区域的分割

3.3 灰度共生矩阵丛林区域纹理描述

3.4 基于双窗口纹理特征结合MRF分割算法

3.5 本章小结

第四章 SAR/GMTI双通道回波信号仿真和特性分析

4.1 引言

4.2 轮式/履带式车辆微动以及在丛林区域的回波特性分析

4.3 双通道的回波信号仿真

4.4 本章小结

第五章 SAR/GMTI轮式/履带式车辆微动信号提取和分离

5.1 引言

5.2 微动目标信号的提取

5.3 微动目标信号与场景杂波信号的分离

5.4本章小结

第六章 轮式/履带式车辆微动回波信号特征提取

6.1 引言

6.2 轮式/履带式车辆回波信号时频分析

6.3 特征提取

6.4 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

致谢

参考文献