單頻連續(xù)波雷達(dá)成像研究.pdf

1、合成孔徑雷達(dá)（Synthetic Aperture Radar，SAR）成像是雷達(dá)的重點(diǎn)研究對象，已廣泛用于軍用和民用領(lǐng)域中。現(xiàn)有SAR系統(tǒng)要求信號具備大帶寬以得到高距離分辨率成像。近年來，無線電頻譜資源日益緊張，大帶寬的發(fā)射信號無異于使得頻帶擁擠問題更加凸顯，這給未來的雷達(dá)設(shè)計(jì)帶來了潛在的嚴(yán)重挑戰(zhàn)。單頻雷達(dá)是減少頻譜占用的一種手段，也降低了雷達(dá)射頻前端帶寬的要求，用單頻連續(xù)波作為發(fā)射信號進(jìn)行成像具有重要的研究意義。本文分別從成像算法理

2、論、算法仿真分析、自聚焦、實(shí)測驗(yàn)證系統(tǒng)、分布式融合成像等方面對單頻連續(xù)波雷達(dá)成像展開研究。主要工作如下：
　　針對單頻連續(xù)波沒有帶寬，無法利用高距離分辨率進(jìn)行成像的特點(diǎn)，研究了多普勒后向投影（Back Projection，BP）成像算法，給出了算法的具體公式推導(dǎo)，闡述算法流程，并對算法參數(shù)設(shè)置進(jìn)行分析。仿真結(jié)果驗(yàn)證了雷達(dá)觀測角達(dá)360°時(shí)，該算法成像的空間分辨率能達(dá)到四分之一的波長，能夠良好的重建單點(diǎn)目標(biāo)和多點(diǎn)目標(biāo)。并對雷達(dá)平臺

3、位置誤差進(jìn)行仿真和分析。
　　單頻連續(xù)波多普勒BP算法的相位誤差不同于寬帶時(shí)域BP算法的相位誤差，無法直接使用傳統(tǒng)的自聚焦方法解決，難以對相位誤差進(jìn)行估計(jì)。首次推導(dǎo)了單頻連續(xù)波多普勒BP算法的相位誤差，建立了雷達(dá)平臺軌跡誤差模型，提出基于圖像平方銳度最大準(zhǔn)則優(yōu)化軌跡的多普勒BP自聚焦方法，仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法的可行性。
　　設(shè)計(jì)了單頻連續(xù)波轉(zhuǎn)臺成像實(shí)測驗(yàn)證系統(tǒng)。分別采集單目標(biāo)和多目標(biāo)實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行成像處理。在雷達(dá)軌跡被視為理想

4、軌跡條件下，實(shí)測數(shù)據(jù)處理結(jié)果表明了單頻連續(xù)波多普勒BP成像算法的有效性，實(shí)現(xiàn)了小場景點(diǎn)目標(biāo)單頻連續(xù)波多普勒BP成像。
　　針對現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)面臨的系統(tǒng)生存、抗干擾和反隱身等問題，設(shè)計(jì)了分布式平臺融合成像系統(tǒng)架構(gòu)。利用分布式平臺從不同方向觀測成像區(qū)域，提出了單平臺相干處理/平臺間非相干處理的多普勒BP融合成像方法。在理想情況下，對分布式融合成像進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果表明分布式平臺融合成像可以改善成像區(qū)域分辨率均勻性，提高點(diǎn)目標(biāo)重建效