隨機(jī)噪聲合成孔徑雷達(dá)性能分析及其信號(hào)處理技術(shù)研究.pdf

1、過(guò)去五十年,隨機(jī)噪聲信號(hào)雷達(dá)已被廣泛關(guān)注。研究表明:隨機(jī)噪聲信號(hào)雷達(dá)具有十分優(yōu)良的低截獲概率性能、電子反對(duì)抗能力、電子兼容性和無(wú)模糊測(cè)距能力等優(yōu)勢(shì)。而合成孔徑雷達(dá)是一種高分辨率的微波成像雷達(dá),它能全天候、全天時(shí)、實(shí)時(shí)獲取大區(qū)域圖像的能力,已廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域?，F(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭(zhēng)和日益復(fù)雜的電磁環(huán)境對(duì)合成孔徑雷達(dá)提出了越來(lái)越高的要求,為了使合成孔徑雷達(dá)能更好地發(fā)揮優(yōu)勢(shì),將隨機(jī)噪聲雷達(dá)技術(shù)與合成孔徑雷達(dá)技術(shù)相結(jié)合,并開(kāi)展了隨機(jī)噪聲合成孔徑

2、雷達(dá)的研究。
　　 本文重點(diǎn)對(duì)隨機(jī)噪聲合成孔徑雷達(dá)的性能和信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行了研究和分析,主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:
　　 1)斜視隨機(jī)噪聲SAR的距離——多普勒(Range-Doppler,RD)算法
　　 由于隨機(jī)噪聲信號(hào)不同于常用的線性調(diào)頻信號(hào),根據(jù)隨機(jī)噪聲信號(hào)距離向處理方法,提出了適于斜視隨機(jī)噪聲SAR的改進(jìn)的RD成像算法。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的有效性。
　　 2)隨機(jī)噪聲合成孔徑雷達(dá)的性能分析

3、
　　 首先針對(duì)隨機(jī)噪聲信號(hào)的分辨能力,基于信號(hào)的時(shí)間相關(guān)函數(shù)推導(dǎo)了矩形和高斯形功率譜形式的隨機(jī)噪聲信號(hào)的距離分辨率數(shù)學(xué)表達(dá)式。結(jié)果表明:在相同的信號(hào)帶寬情況下,具有高斯功率譜形式的隨機(jī)噪聲信號(hào)比矩形功率譜的隨機(jī)噪聲信號(hào)具有更好的距離分辨率,而且也比常規(guī)的線性調(diào)頻信號(hào)有更高的距離分辨率。其次,通過(guò)研究距離向輸入、輸出信噪比的關(guān)系,分析了線性調(diào)頻SAR和隨機(jī)噪聲SAR抗矩形功率譜形式的高斯白噪聲和高斯功率譜形式的噪聲調(diào)頻信號(hào)干擾的

4、能力,分析結(jié)果顯示隨機(jī)噪聲SAR比線性調(diào)頻SAR抗高斯白噪聲干擾和噪聲調(diào)頻信號(hào)干擾分別約有9dB和5dB的優(yōu)勢(shì);同時(shí)也對(duì)隨機(jī)噪聲SAR抗LFM信號(hào)干擾和靈巧噪聲干擾進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明隨機(jī)噪聲SAR比LFM SAR也具有更好的抗干擾性能。然后,給出了隨機(jī)噪聲SAR和線性調(diào)頻SAR抗互相干擾的理論結(jié)果。結(jié)果表明:與線性調(diào)頻信號(hào)SAR相比,隨機(jī)噪聲SAR具有更強(qiáng)的抗互相干擾能力。最后,利用同一場(chǎng)景LFM SAR和隨機(jī)噪聲SAR的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

5、,對(duì)相干斑進(jìn)行了分析,分析結(jié)果顯示隨機(jī)噪聲SAR的相干斑弱于LFM SAR的,同時(shí)給出了幾種濾波方法及其濾波后的SAR.圖像并進(jìn)行了分析。
　　 3)隨機(jī)噪聲合成孔徑雷達(dá)自聚焦技術(shù)研究
　　 針對(duì)機(jī)載隨機(jī)噪聲SAR的相位誤差,研究了自聚焦技術(shù)。在最小熵準(zhǔn)則自聚焦基礎(chǔ)上,提出一種最小熵的優(yōu)化方法來(lái)快速搜索最優(yōu)的多普勒調(diào)頻率,實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性。其次,基于圖像對(duì)比度自聚焦準(zhǔn)則,給出了圖像強(qiáng)度的平方和最大化方

6、法,同時(shí)提出利用優(yōu)化算法中的二分法提高其估計(jì)多普勒調(diào)頻率的計(jì)算效率,并將提出的優(yōu)化方法與常用的進(jìn)退法和優(yōu)化方法中的黃金分割法進(jìn)行了對(duì)比,實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理結(jié)果顯示提出方法的有效性和高效性。最后,給出了條帶式隨機(jī)噪聲SAR的相位曲率自聚焦算法(phase curvature autofocus,PCA),通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理結(jié)果驗(yàn)證了該算法的有效性。
　　 4)隨機(jī)噪聲連續(xù)波合成孔徑雷達(dá)初步研究
　　 從距離徙動(dòng)角度,根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)對(duì)