机载双基前视SAR运动目标检测方法

作     者：陆璐 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨建宇

授予年度：2018年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：双基前视SAR 动目标检测 双通道 杂波抑制 相位补偿 

摘      要：机载双基前视合成孔径雷达(SAR)的发射站和接收站分置于不同的飞机平台上,能够实现对前视区的探测,克服了单基地SAR前视成像盲区的缺点,具有抗干扰能力强、反侦察等特点,在军用和民用领域都具有十分重要的应用。机载双基前视SAR动目标检测技术,是指基于机载双基前视SAR体制,利用信号处理方法,从观测区域的杂波和噪声背景中检测出地面的运动目标,是进行目标定位和识别的前提。现有的针对机载双基前视SAR动目标检测的研究较少,本论文研究了两种不同的动目标检测方法,主要内容如下:1、研究了机载双基前视SAR的回波特性,分别建立了静止杂波与运动目标的回波模型,重点分析和比较了静止杂波与运动目标的距离徙动特性以及多普勒特性,为杂波抑制、动目标检测奠定了基础。2、提出了机载双基前视SAR回波域双通道动目标检测方法,解决了一发两收移不变模式中,时间偏移后双通道等效相位中心不重合的问题。该方法通过在时间偏移前补偿掉静止杂波距离历史中与方位时间有关的相位项,消除发射站运动对相位中心的影响,再通过在距离-多普勒域针对不同目标位置补偿固定相位,去除相位偏差;而运动目标由于存在速度,在相位补偿后仍保留与方位时间有关的项,进一步通过时间偏移构造出一个与目标速度有关的相位,从而区别于杂波,在双通道对消后就可以检测出运动目标。3、提出了机载双基前视SAR图像域双通道动目标检测方法,解决了移变模式中,双通道静止杂波存在距离历史偏差,且偏差随方位时间和目标空间位置两维变化的问题。该方法利用了BP算法的思想,通过在整个合成孔径时间内针对成像区域中的每个目标位置进行时延相位补偿,解决双通道距离历史偏差随时间、空间两维变化而难以补偿的问题;而运动目标由于存在速度,在时延相位补偿后仍会保留与目标速度有关的相位项,从而在双通道对消后使杂波被抑制而运动目标得以保留。以上方法的有效性都通过理论分析和仿真实验进行了验证,结果表明,这两种方法都可以实现在不同条件下机载双基前视SAR慢速运动目标的检测。