存在阵元位置误差下的雷达关联成像研究
作者单位:国防科学技术大学
学位级别:硕士
导师姓名:秦玉亮
授予年度:2015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:雷达关联成像 随机辐射场 阵元位置误差 校正补偿 交替迭代 稀疏重构 模型失配
摘 要:雷达关联成像借鉴光学关联成像原理,基于波前调制超分辨思想,采用阵列雷达发射特定调制的信号在空间形成具有差异性分布的辐射场,利用不同目标处散射回波的差异性实现超分辨成像。相比传统雷达,雷达关联成像不依赖于目标与雷达的相对运动,具有凝视、超分辨等特点。然而,雷达关联成像需要精确已知的参考信号,因此对信号模型等系统参数的准确度要求高。当存在阵列误差、网格失配等误差时,都会造成参考信号不准确而引起模型失配,影响成像性能。阵元位置误差普遍存在阵列雷达中,本文围绕雷达关联成像中阵元位置误差影响和校正补偿,开展了如下工作:第一章为绪论。首先,概述了传统雷达的特点,指出了其发展瓶颈。其次,介绍了雷达关联成像的技术背景和研究现状,指出了其特点和发展潜力。最后,阐述了阵元位置误差的研究现状,总结了其研究的基本方法。第二章为雷达关联成像理论。首先,从辐射场产生和关联处理出发,阐述了雷达关联成像的原理,得到了其数学模型。其次,总结了三种基本成像算法,并结合数值仿真给出了相应分析。最后,指出了雷达关联成像在实际应用中存在的问题。第三章为阵元位置误差分析。首先,结合仿真分析了阵元位置误差对三种成像算法的影响。其次,建立了存在阵元位置误差下的雷达关联成像模型。最后,结合CRLB(Cramer-Rao lower bound)仿真分析了不同系统设置下阵元位置误差对雷达关联成像的影响。第四章为阵元位置误差的校正补偿。首先,提出了辅助目标校正法,验证了其有效性,同时指出了其高信噪比与辅助物高精度要求。其次,提出了迭代补偿和等效补偿两种补偿方法,分别验证了算法的有效性、分析了算法的基本性能、总结了算法的基本特点。最后对全文进行总结与展望。归纳了本文成果,指出了下一步研究工作并探讨了雷达关联成像的发展趋势。