论文部分内容阅读
作为全天时、全天候、高分辨率的微波成像侦察手段，合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)近年来得到广泛应用，也成为目前国际关注的热点。随着天线和数字信号处理技术的进步，对SAR的性能及应用需求也迸一步提高，尤其是星载SAR高分辨率宽测绘带成像以及动目标检测等应用，成为军事领域的迫切需求。然而，传统SAR体制受自身因素的限制，在实现上述应用时存在难以克服的瓶颈。MMO-SAR是将多发多收（Multi-Input Multi-output，MIMO）技术与SAR技术相结合，提出的一种新的SAR体制，在解决传统SAR面临的技术难题上，具有很大的优势。 本论文主要从两个方面对MMO-SAR体制进行研究:多通道SAR系统的信号处理;以及MIMO-SAR技术中存在的关键问题。论文的主要内容总结如下: 1.首先研究了单发多收(Single-Input Multiple-Output，SIMO)的多通道SAR技术，包括俯仰向DBF技术和方位向多孔径技术两个方面。SIMO-SAR通过俯仰向DBF技术，可以有效减小距离模糊。通过方位向多孔径技术可以提高空间分辨率，以降低时间分辨率，减小系统PRF，提高测绘带宽。然而，方位向信号存在周期性非均匀采样的问题，基于此问题造成的方位多普勒模糊，重点研究了基于滤波器组和基于空域DBF的信号重建算法解多普勒模糊。因此，SIMO-SAR通过多通道技术和回波预处理，可以形成较多的等效相位中心，实现高分辨率宽测绘带成像。 2.在SIMO-SAR体制基础上，进一步研究了MIMO-SAR系统的工作原理及其信号模型。MIMO-SAR通过多个发射天线和接收天线的组合，可以形成更多等效相位中心，提高系统自由度，进一步扩展SAR模式，提高SAR性能。但是，SAR回波对应分布场景，匹配滤波后互相关噪声叠加，造成图像质量下降，导致MIMO雷达中的正交波形分集方法在MIMO-SAR体制中不再有效，因此正交发射波形设计和回波信号分离成为MIMO-SAR实现的关键。本文对两种典型发射波进行了分析和比较，指出其作为MIMO-SAR发射信号的可能性。 3.针对MMO-SAR互相关干扰对成像质量的影响，重点研究了五种回波分离方法。对每种回波分离方法的原理和实现过程进行了分析，指出每种方法在应用中的优势和局限性，为后续的回波分离技术研究提供一定的理论参考。