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机载雷达前视高分辨成像技术研究

周道林  
【摘要】:正前视成像是机载雷达亟需的一种重要功能,能极大的提高战机对地侦查和攻击能力;然而受成像机理限制,实波束扫描、DBS和斜前视SAR均不具备正前视成像能力,因此必需探索其它前视高分辨成像途径。本文围绕机载雷达前视高分辨成像的理论和方法,主要研究了雷达前视回波模型、大斜前视DBS成像算法和基于统计方法的雷达方位超分辨算法,具体工作如下: 1、分析了机载雷达前视回波模型。根据雷达的成像几何关系,导出了点目标回波在回波矩阵中为沿斜线卷积的模型,并研究了距离走动校正和角度误差校正方法,为前视高分辨成像奠定了基础。 2、研究了适用于大斜前视的DBS算法。首先分析了基本的DBS算法,分析了成像处理过程特点及雷达系统参数选取方法。针对大斜前视时的距离走动,嵌入了结合距离向脉冲压缩过程的距离走动校正方法,进一步提高了DBS成像的方位分辨率。 3、研究了基于最大似然准则的时域迭代方位超分辨算法。根据基于回波方位向卷积模型,导出了基于最大似然准的迭代解卷积方法,并提出了快速算法,实现了方位超分辨。 4、研究了基于最大后验准则的时域雷达方位超分辨算法。利用熵作为先验分布,推导了基于最大后验准则的迭代解卷积算法,提出了快速算法,有效的改善了方位角分辨率。 5、通过大量仿真实验,分析了信噪比、方位采样率等雷达系统参数及天线方向图误差对超分辨算法性能的影响。 6、研究了DBS、超分辨处理两种成像算法输出图像的拼接方法,实现了机载雷达两种模式宽扇区高分辨成像平滑无缝拼接。 仿真分析及实测数据处理验证了上述处理算法的有效性。结果表明,超分辨方法能有效实现雷达前视高分辨成像,通过拼接处理可实现它与DBS模式前视大宽扇区拼接。


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