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合成孔径雷达地面运动目标检测技术研究

赵迎辉  
【摘要】: 地面运动目标检测(GMTI)技术是合成孔径雷达(SAR)领域中的一个研究热点,在军事和民用中都具有重要的作用。本论文主要研究SAR地面运动目标检测技术,并探讨了其中的一些关键问题。 首先,从理论上分析了地面运动目标检测原理。建立了运动目标回波三维曲线模型,从信号统计特性的角度研究了地杂波和系统噪声,推导了雷达工作于脉冲方式下的地杂波和系统噪声的功率谱密度函数。 其次,结合SAR/GMTI工程项目,针对单通道SAR系统设计了连续子孔径检测方法。文中分析了目标雷达截面积、作用距离、测速范围等性能指标,着重讨论了这些性能指标同雷达系统参数设计和选取之间的关系,并给出了相关的性能仿真,最后以实际数据对算法进行了验证。 然后,针对多通道SAR系统,研究了沿航迹干涉(ATI)技术中的一些关键问题。提出了一种新的数据配准方法,该方法基于相位补偿思想在距离-多普勒(Range-Doppler)域内完成数据配准,无需插值操作,仿真表明性能良好。此外,还分析了双通道ATI系统的盲速和速度模糊等固有问题,通过增加天线通道可以缓解这些问题,并能提高测速精度。 最后,对Range-Doppler域多通道地面运动目标检测方法进行了改进,在分析目标和雷达的距离变化历史时考虑了不同通道调频斜率的不同,基于此提出利用CZT滤波在Range-Doppler域内检测地面运动目标,并对其进行了仿真。应用CZT对信号进行窄带滤波,能同时完成地面方位单元频谱的配准,避免了专门的配准操作,降低了运算负担。


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