隨機噪聲合成孔徑雷達性能分析及其信號處理技術研究.pdf

1、過去五十年,隨機噪聲信號雷達已被廣泛關注。研究表明:隨機噪聲信號雷達具有十分優(yōu)良的低截獲概率性能、電子反對抗能力、電子兼容性和無模糊測距能力等優(yōu)勢。而合成孔徑雷達是一種高分辨率的微波成像雷達,它能全天候、全天時、實時獲取大區(qū)域圖像的能力,已廣泛應用于軍事和民用領域?，F(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭和日益復雜的電磁環(huán)境對合成孔徑雷達提出了越來越高的要求,為了使合成孔徑雷達能更好地發(fā)揮優(yōu)勢,將隨機噪聲雷達技術與合成孔徑雷達技術相結合,并開展了隨機噪聲合成孔徑

2、雷達的研究。
　　 本文重點對隨機噪聲合成孔徑雷達的性能和信號處理技術進行了研究和分析,主要包括以下幾個方面的內容:
　　 1)斜視隨機噪聲SAR的距離——多普勒(Range-Doppler,RD)算法
　　 由于隨機噪聲信號不同于常用的線性調頻信號,根據隨機噪聲信號距離向處理方法,提出了適于斜視隨機噪聲SAR的改進的RD成像算法。通過仿真實驗驗證了算法的有效性。
　　 2)隨機噪聲合成孔徑雷達的性能分析

3、
　　 首先針對隨機噪聲信號的分辨能力,基于信號的時間相關函數(shù)推導了矩形和高斯形功率譜形式的隨機噪聲信號的距離分辨率數(shù)學表達式。結果表明:在相同的信號帶寬情況下,具有高斯功率譜形式的隨機噪聲信號比矩形功率譜的隨機噪聲信號具有更好的距離分辨率,而且也比常規(guī)的線性調頻信號有更高的距離分辨率。其次,通過研究距離向輸入、輸出信噪比的關系,分析了線性調頻SAR和隨機噪聲SAR抗矩形功率譜形式的高斯白噪聲和高斯功率譜形式的噪聲調頻信號干擾的

4、能力,分析結果顯示隨機噪聲SAR比線性調頻SAR抗高斯白噪聲干擾和噪聲調頻信號干擾分別約有9dB和5dB的優(yōu)勢;同時也對隨機噪聲SAR抗LFM信號干擾和靈巧噪聲干擾進行了仿真實驗,結果表明隨機噪聲SAR比LFM SAR也具有更好的抗干擾性能。然后,給出了隨機噪聲SAR和線性調頻SAR抗互相干擾的理論結果。結果表明:與線性調頻信號SAR相比,隨機噪聲SAR具有更強的抗互相干擾能力。最后,利用同一場景LFM SAR和隨機噪聲SAR的實測數(shù)據

5、,對相干斑進行了分析,分析結果顯示隨機噪聲SAR的相干斑弱于LFM SAR的,同時給出了幾種濾波方法及其濾波后的SAR.圖像并進行了分析。
　　 3)隨機噪聲合成孔徑雷達自聚焦技術研究
　　 針對機載隨機噪聲SAR的相位誤差,研究了自聚焦技術。在最小熵準則自聚焦基礎上,提出一種最小熵的優(yōu)化方法來快速搜索最優(yōu)的多普勒調頻率,實測數(shù)據處理結果驗證了該方法的有效性。其次,基于圖像對比度自聚焦準則,給出了圖像強度的平方和最大化方

6、法,同時提出利用優(yōu)化算法中的二分法提高其估計多普勒調頻率的計算效率,并將提出的優(yōu)化方法與常用的進退法和優(yōu)化方法中的黃金分割法進行了對比,實測數(shù)據處理結果顯示提出方法的有效性和高效性。最后,給出了條帶式隨機噪聲SAR的相位曲率自聚焦算法(phase curvature autofocus,PCA),通過實測數(shù)據處理結果驗證了該算法的有效性。
　　 4)隨機噪聲連續(xù)波合成孔徑雷達初步研究
　　 從距離徙動角度,根據系統(tǒng)參數(shù)對