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《中国科学院研究生院(电子学研究所)》 2002年
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超宽带信号波形及其合成孔径雷达成像研究

李海英  
【摘要】: 超宽带雷达因其高距离分辨率、强抗干扰能力、低截获率等优异的性能受到越来越多的关注。美国国防部近几年一直将超宽带雷达技术列为国防关键技术计划中的重要研究内容。随着现代战术武器的飞速发展和微波遥感技术的进步,超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)现已成为国内外研究热点之一。 由于雷达是综合性很强的电子系统,超宽带雷达的具体实现要受到实际硬件水平的限制,其中视频回波信号瞬时大带宽给接收机数据采集造成了很大的困难。本论文基于当前的硬件水平限制,研究在不增加接收机瞬时带宽的情况下获得超宽带回波的信号形式,探讨超宽带波形在合成孔径雷达成像中的应用。 本文结合了雷达分辨理论分析了限制合成孔径雷达分辨率的因素,给出了雷达波形按模糊函数的分类与波形设计原则。 本文对频率步进信号(Stepped-Frequency)及其合成孔径雷达成像进行了全面深入的研究。包括:频率步进波形合成超宽带信号分析,IFFT方法获得目标一维距离像与距离分辨率分析,径向速度对目标距离像的影响、速度补偿、频率步进信号的模糊函数分析,以及频率步进波形照射下的合成孔径雷达成像、波形设计与系统设计。主要创新在于:修正了径向速度引起的距离像展宽表达式,提出了用于合成孔径雷达成像的频率步进波形设计方法,给出了频率步进合成孔径雷达的系统设计与成像步骤。 本文深入研究了脉内调频脉冲串波形(Stepped-Chirp)及其合成孔径雷达成像。分析了脉内调频脉冲串波形合成超宽带信号的可行性,给出窄带子脉冲串相参合成宽带回波、获得一维高分辨距离像的方法,分析了径向速度对目标距离像的影响,提出了速度补偿方法,推导了脉内调频脉冲串波形的模糊函数,明确了波形的分辨能力,提出了波形设计原则,分析了脉内调频脉冲串波形照射下的合成孔径雷达成像,给出了脉内调频脉冲串合成孔径雷达的系统设计思路与具体成像方法,为高分辨率合成孔径雷达系统设计与成像提供了切实可行的方案。创新点在于:提出了脉内调频脉冲串波形合成宽带回波、获得一维高分辨率距离像的方法,给出了脉内调频脉冲串合成孔径雷达成像的具体步骤。 WP=4以上研究的两种信号形式都是通过窄带子脉冲串相参合成的方法来获得超宽带回波信号,本文还探讨了去斜率(Dechirp 或 Stretch)方法,分析了去斜率降低接收机中频带宽、FFT获得目标一维距离像的原理,并探讨了线性调频去斜率合成孔径雷达成像,给出了具体实现步骤。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(电子学研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TN957.52

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【引证文献】
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5 廖汉程;毛士艺;;SAR数字图像后处理系统的硬件与软件设计[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
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8 黄艺毅;王军锋;刘兴钊;;双站ISAR成像算法的研究[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
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4 罗卿莉;测绘困难区域星载干涉SAR基线估计与地理编码技术研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
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