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高分辨SAR对运动目标聚焦成像技术研究

聂松  
【摘要】:合成孔径雷达成像技术不断发展,图像方位分辨率和距离分辨率都得到了显著提升;在战场侦察方面,雷达对目标区域高分辨成像的同时,还需要对区域内动目标进行检测、成像和定位。大量的地杂波使得慢速动目标被淹没而无法检测;同时动目标在SAR图像中还会出现方位偏移和散焦,如何提高动目标的检测能力和成像效果成为了动目标指示技术的研究热点。基于高分辨条件下SAR的仿真和实测数据,本文将动目标聚焦成像作为主要研究内容,具体工作概括如下:1、作为研究基础,首先建立合成孔径雷达对静止目标的成像模型,讨论了SAR图像中,方位向和距离向分辨率的决定因素。在成像算法上分别介绍了经典的RD、CS和ω-k算法,对比各算法的成像流程和适应场景。2、在静止目标模型基础上建立动目标成像模型,分析动目标多普勒中心频率和调频率对SAR图像的影响。为了检测动目标,分别有单通道和多通道下地面动目标指示(Ground Moving Target Indicator,GMTI)技术。文中详细分析单通道和四种多通道杂波抑制和检测技术,讨论了通道均衡的重要性,以及如何利用恒虚警检测动目标。3、为实现运动目标聚焦成像,本文提出了基于杂波抑制干涉CSI-MD的动目标再聚焦算法,给出了目标多普勒中心频率和调频率的估计过程,通过参数估计对动目标再聚焦和重定位。针对动目标的跨距离单元徙动现象,借鉴了逆合成孔径雷达(ISAR)算法,提出了基于自适应杂波抑制ACSI-ISAR动目标再聚焦算法,利用目标包络和相位补偿实现动目标的再聚焦。文章最后对全文进行总结,分析了动目标聚焦成像领域进一步的发展前景。


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