多通道SAR地面運動目標檢測與參數(shù)估計研究.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：TN957.5學校代碼：10213國際圖書分類號：621.396.969密級：公開工學博士學位論文工學博士學位論文多通道SAR地面運動目標檢測與參數(shù)估計研究博士研究生：孫華東導師：張曄教授申請學位：工學博士學科：信息與通信工程所在單位：電子與信息技術(shù)研究院答辯日期：2009年3月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學摘要I摘要合成孔徑雷達(SAR)對地面運動目標尤其是慢速運動目標的檢測與參數(shù)估計是SAR領(lǐng)域中一個十分活躍的研究熱點

2、，無論在軍事上還是在民用中都具有非常重要的意義。目前，世界上許多國家都在大力發(fā)展動目標檢測和成像技術(shù)，積極研制先進的動目標檢測雷達系統(tǒng)，努力尋求各種高效、實用的動目標檢測、參數(shù)估計和成像方法。本文對多通道SAR地面運動目標檢測和參數(shù)估計這一課題進行了深入研究，主要的工作有：1.作為基礎研究，本文首先介紹了合成孔徑雷達的基本原理，建立了SAR運動目標回波模型，深入探討了進行常規(guī)SAR成像時，動目標的多普勒中心頻率和調(diào)頻率對成像的影響；接下

3、來詳細分析了運動目標的距離徙動，借鑒逆合成孔徑雷達(ISAR)成像中的包絡對齊互相關(guān)算法，完成運動目標的距離徙動校正；而后又在分析地雜波統(tǒng)計特性的基礎上，對SAR動目標檢測中的恒虛警率(CFAR)處理進行了討論。2.本文深入研究了三種結(jié)構(gòu)簡單、運算量少的多通道動目標檢測算法——DPCA技術(shù)、ATI技術(shù)和時空等效技術(shù)(STET)。DPCA技術(shù)是通過時域延遲再相減的方法實現(xiàn)雜波的對消；ATI技術(shù)是通過圖像域的干涉相位判斷動目標存在與否；ST

4、ET是利用時空等效性把二維序列投影到一維序列，通過新序列的頻域濾波處理來消除雜波信息。其中，DPCA和STET是基于地雜波抑制的檢測方法，而ATI是基于干涉的檢測方法。文中對各個檢測算法的主要性能參數(shù)(最大可檢測速度、最小可檢測速度、改善因子等)進行了詳細的理論分析，通過大量的仿真實驗驗證了這三種算法的檢測效果。3.鑒于動目標信號的線性調(diào)頻性質(zhì)，本文引入了一種能夠良好估計線性調(diào)頻信號(chirp信號)參數(shù)的數(shù)學工具——分數(shù)階傅立葉變換。

5、這里在深入分析DPCA技術(shù)和FrFT的基礎上，提出了在三通道系統(tǒng)下，能夠?qū)AR慢動目標進行檢測和參數(shù)估計的DPCAFrFT算法。大量的仿真實驗充分證明了采用該方法不僅能夠有效檢測動目標，還能夠?qū)幽繕诉M行定位，準確估計動目標的速度。4.在深入研究時空等效技術(shù)(STET)的基礎上，結(jié)合分數(shù)階傅立葉變換，本文提出了STETFrFT算法。同樣，此方法在三通道系統(tǒng)下，能夠?qū)AR慢動目標進行檢測和參數(shù)估計。大量的仿真實驗表明，由于STET良好