机载/星载雷达地面动目标检测方法研究

【摘要】：本文对机载/星载雷达的GMTI方法作了较为深入的研究,内容涉及:机载双通道雷达实测数据、双基机载雷达、同轨近距双星SAR-GMTI和天基稀疏孔径波束扫描干涉雷达等。主要工作有: 1、针对机载双通道雷达的通道不一致性在脉冲间发生微变的情况,提出了一种将DBS图与信号子空间方法相结合的GMTI方法,即DBS-SSP方法。该方法是利用信号子空间投影方法完成两通道DBS图的精确盲配准,从而提高在DBS差图像上的动目标检测性能。通过实测数据处理,验证了该方法的有效性。 2、提出一种在不损失训练样本数目的情况下,滤除样本中污染点(即强动目标或杂波孤立点)信息的方法,从而改善了杂波协方差矩阵的估计效果,提高STAP对弱动目标的检测能力。通过理论分析和对机载双通道雷达实测数据的处理,验证了该方法的正确性和有效性。 3、发现了双基机载杂波谱与双基几何结构间的一个特殊关系——背面效应。它是一种近似线性的杂波谱特征。该特征使谱对齐更加简便和准确,将非常利于STAP技术在双基系统中的应用,如本文中所提出的旋转谱对齐法,可进一步提高收、发主波束在地面稍叉开时的GMTI性能。 4、从矩阵扰动的角度剖析了PAMF方法在双基机载GMTI中性能较好的本质原因,并由条件数的概念进行性能分析,最终给出了PAMF方法阶数选择的依据。该内容将有助于双基机载雷达系统中关于PAMF方法的研究。 5、针对同轨近距双星结构下SAR-GMTI方法的盲速问题,提出综合3个工作频率的成像检测结果以完成GMTI。该方法不仅能克服双星结构在单一工作频率下动目标检测的盲速现象,还能降低目标的最小可检测速度。并且,通过研究动目标在SAR图像上的特点,则可利用3幅SAR检测图像实现动目标定位。 6、在天基稀疏孔径阵列雷达系统设计中,人们认为波束扫描干涉模式下的GMTI受方位多普勒模糊的限制。然而对波束扫描过程的点散布函数矩阵进行分解后发现,波束扫描模式下的GMTI在一定程度上不受方位模糊的限制,仍能在一定观测范围内实现杂波单元和动目标的空时重构,并能获得高于常规空时级联处理方法的GMTI性能。