【摘要】：為了解決合成孔徑雷達-地面動目標檢測系統(tǒng)中快速運動目標徑向速度過大導致模糊的問題,提出一種基于單通道兩視干涉相位無模糊估計方法。該方法首先在距離頻率構造兩視數(shù)據(jù),再將兩視數(shù)據(jù)進行干涉處理。利用兩視干涉相位與方位慢時間的關系無模糊估計徑向速度,該方法具有不受相位纏繞影響的優(yōu)點。分析了所提算法在雜波背景和多目標情況下的應用,并研究了所提算法應用條件和最大不模糊速度。通過仿真和實測數(shù)據(jù)處理驗證了所提方法的有效性。與基于包絡的單通道方法對比分析,所提算法具有估計精度高和運算復雜度低的優(yōu)點。
【圖文】：

第９期張學攀等：單通道干涉相位無模糊估計快速動目標速度·１７２１·逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄目標徑向速度為＾Ｖｒ＝９．９９７２ｍ／ｓ，具有較高的估計精度。從而也驗證了存在相位纏繞但滿足相位連續(xù)性假設條件下，所提方法能夠無模糊的準確估計運動目標徑向速度。圖５理想情況下所提方法仿真結果５．２與單通道包絡方法對比分析將所提方法與利用單通道包絡信息估計徑向速度的方法［１０］對比，從估計精度和估計用時兩個方面進行仿真分析。為了綜合對比估計精度和估計用時，包絡方法分別利用０．０１°和０．００１°兩種搜索步長從０°～１°進行搜索，即用包絡方法１和包絡方法２進行估計。同時，為了分析所提方法對不同徑向速度的普適性，將運動目標徑向速度設置為５～２０ｍ／ｓ，如表２所示。由表２中“估計值”和“估計相對誤差”可見，所提方法和包絡方法２具有相近的估計精度，高于包絡方法１的估計精度。而從“估計用時”方面可見，包絡方法２以較高的時間成本換取了較高的估計精度；另外，在實際應用過程中，由于運動目標徑向速度未知，需要搜索的角度范圍更大，估計用時更長，實時性更差。而所提方法利用較少的時間即可實現(xiàn)較高的估計精度。表２所提方法與包絡方法對比仿真結果理論值／（ｍ／ｓ）５．００００１０．００００１５．００００２０．００００估計值／（ｍ／ｓ）所提方法５．００１４９．９９７２１４．９９４３１９．９９１７包絡方法１４．７９９７１０．０３５７１４．８３５５２０．０７１７包絡方法２４．９７４２

文所提方法中，并沒有單獨考慮噪聲抑制問題，主要從以下３點考慮：一是脈沖壓縮技術可以有效提高信噪比（ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－ｎｏｉｓｅｒａｔｉｏ，ＳＮＲ）；二是干涉處理可以進一步提升ＳＮＲ；三是最小二乘多項式擬合可以減弱噪聲對估計性能的影響。筆者認為經(jīng)過以上處理，ＳＮＲ可以滿足對所提方法估計精度的需要，所以不再考慮相位噪聲抑制方法。經(jīng)過１００次蒙特卡羅實驗，對比不同輸出ＳＮＲ下所提方法與包絡方法１的估計性能，１００次蒙特卡羅實驗估計結果的盒狀分布圖如圖６和圖７所示。盒狀分布圖中紅線表示了蒙特卡羅實驗的估計均值，藍色矩形框表示了蒙特卡羅實驗中２５％～７５％估計結果的范圍。所以，盒狀分布圖不僅可以看出蒙特卡羅實驗在不同ＳＮＲ時的估計均值，也可以直觀地表示其估計的穩(wěn)定程度。圖６不同ＳＮＲ時所提方法的估計性能圖７不同ＳＮＲ時包絡方法１的估計性能由圖６可見，所提方法在輸出ＳＮＲ＝２０ｄＢ時，達到了穩(wěn)定估計，且估計精度較高。由于所提方法是利用相位信息進行估計，而相位敏感于噪聲，所以對信號的輸出ＳＮＲ要求較高。由圖７可見，包絡方法１在輸出ＳＮＲ＝２ｄＢ時，就達到了較為穩(wěn)定的估計性能，，但估計精度稍差。包絡方法１具有較好的穩(wěn)健性，這主要是因為通過Ｒａｄｏｎ變換可以實現(xiàn)目標信號的有效積累，而且包絡信息并不敏感于噪聲。

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