论文部分内容阅读
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)在军事和民用领域得到了广泛的发展。同其他遥感探测方式相比,SAR可以在全天时全天候工作。调频连续波信号体制(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)SAR由于能耗低,重量轻,小型化的特点,成为国内外研究的热点。对地面动目标的检测与成像,是机载SAR的热门研究内容之一。目前地面运动目标显示(Ground Moving Target Indication,GMTI)技术虽然可以检测到地面运动目标,但对动目标的定位精度较差,且不能对其进行良好的聚焦。因此,开展动目标参数估计,实现对动目标的高分辨率成像,就具有重要的理论意义和应用价值。本文基于单通道FMCW SAR系统,对其GMTI和动目标成像及参数估计进行了深入研究。研究内容和取得的成果如下:1.介绍了单通道FMCW SAR对静止目标成像的几何模型,推导了回波信号模型。在此基础之上,分析了FMCW SAR对动目标成像的几何模型,推导了动目标回波信号模型,对比分析了同静止目标信号特征的差异,按照径向速度大小分类,分析了动目标类型及速度模糊现象。2.采用频域滤波法实现了GMTI,首先通过能量均衡法估计动目标多普勒中心,为减小动目标距离徙动的影响,对距离向采样单元作累加平均,对方位向采样单元截取部分数据处理,然后构建方位向匹配滤波函数对动目标进行粗略聚焦及定位,最后利用CFAR实现动目标检测。仿真和实测数据处理结果表明频域滤波法能够有效检测动目标并对动目标进行粗略定位。3.针对FMCW SAR系统,提出了一种基于FrFT和Radon变换的改进的动目标参数估计和成像算法,能够有效校正剩余距离弯曲,提高动目标聚焦精度。进行了仿真和实测数据处理,处理结果验证了该算法的有效性。4.在3的基础上,分析了方位向慢时间三次相位的影响,并对其进行补偿,提出了一种基于方位向速度搜索和FrFT的改进算法。进行了仿真和实测数据处理,处理结果得到了良好的动目标聚焦图像和较高的参数估计精度。本文均基于实测数据进行了算法验证,因此本文研究具有较好的应用价值。