本文關鍵詞：多發(fā)多收SAL高分辨率寬測繪帶成像技術的研究

  更多相關文章： 合成孔徑激光雷達 方位向高分辨率 距離向大測繪帶 多發(fā)多收 多普勒模糊

【摘要】：合成孔徑激光雷達(Synthetic Aperture Ladar,簡稱SAL)是合成孔徑技術在光波波段的應用,它和合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,簡稱SAR)具有非常好的優(yōu)勢互補特性。對大范圍區(qū)域的對地觀測,我們可以采用SAR技術進行整體普查,對于我們感興趣的目標或可疑的目標,可以采用SAL技術進行更高分辨率的觀測。并且,遠距離測量上,采用SAL技術可以實現(xiàn)比SAR的分辨率提高至少一個數(shù)量級。作為目前高分辨率對地觀測技術的必要補充手段,SAL成像技術已經(jīng)成為雷達成像領域的一個嶄新研究課題,受到國內外廣泛的關注。當前國內外對于SAL技術的研究大都是基于單發(fā)單收SAL體制的。由于單發(fā)單收的SAL系統(tǒng)中方位向高分辨率和距離向寬測繪帶互相制約,不能滿足SAL應用對距離向測繪帶寬的要求,因此對大測繪帶SAL技術的研究是當前SAL研究領域中亟需解決的問題。然而,在單發(fā)單收SAL系統(tǒng)中,無論從參數(shù)設計角度還是從信號處理角度都無法提高SAL系統(tǒng)的測繪帶寬。所以,對大測繪帶SAL技術的研究首先要從SAL工作體制上著手,突破單發(fā)單收SAL體制中方位向高分辨率與距離向寬測繪帶的限制。本文設計了方位向多發(fā)多收SAL體制,并基于該體制提出了多發(fā)多收SAL成像算法。方位向多發(fā)多收SAL體制工作在低PRF模式,優(yōu)先保證獲得距離向大測繪帶,在方位向采用了多通道技術,利用虛擬孔徑和真實孔徑結合解決方位向的多普勒模糊問題,通過直接頻譜拼接方法、自適應波束形成技術將多通道數(shù)據(jù)合成大帶寬無模糊數(shù)據(jù),實現(xiàn)高分辨率寬測繪帶成像。本文主要涉及內容如下:首先介紹了SAL成像原理,簡述了SAL系統(tǒng)的基本工作原理、數(shù)據(jù)錄取、信號模型、回波數(shù)據(jù)處理和成像算法。然后,分析單發(fā)單收SAL距離向寬測繪帶和方位向高分辨率之間的矛盾,詳細闡述了多發(fā)多收SAL的工作體制,同時給出了該工作體制下的回波信號模型。并且,針對低脈沖重復頻率條件下的多普勒模糊問題,提出了直接頻譜拼接多發(fā)多收解多普勒模糊SAL成像算法和自適應波束形成技術解多普勒模糊SAL成像算法,完成頻帶合成與高分辨率寬測繪帶成像。最后,通過三發(fā)三收SAL體制的仿真驗證多發(fā)多收SAL工作體制的可行性。本論文的主要貢獻和創(chuàng)新是:(1)分析了單發(fā)單收SAL體制距離向寬測繪帶與方位向高分辨率的矛盾,設計了方位向多發(fā)多收SAL體制。(2)提出了基于多發(fā)多收SAL體制的直接頻譜拼接多發(fā)多收解多普勒模糊SAL成像算法。(3)提出了基于多發(fā)多收SAL體制的自適應波束形成解多普勒模糊SAL成像算法。
【關鍵詞】：合成孔徑激光雷達 方位向高分辨率 距離向大測繪帶 多發(fā)多收 多普勒模糊
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN957.52;TN958.98
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 符號對照表12-14
• 縮略語對照表14-17
• 第一章 緒論17-21
• 1.1 選題的緣由和意義17-18
• 1.2 國內外發(fā)展現(xiàn)狀18-20
• 1.3 論文的結構安排20-21
• 第二章 SAL成像基本原理21-35
• 2.1 基本工作原理21-22
• 2.2 數(shù)據(jù)記錄22-23
• 2.3 雷達回波信號23-26
• 2.3.1 回波信號模型23-24
• 2.3.2 外差接收24-26
• 2.4 回波信號處理26-31
• 2.4.1 距離向數(shù)據(jù)的處理26-28
• 2.4.2 方位向數(shù)據(jù)的處理28-31
• 2.5 SAL成像算法31-33
• 2.5.1 距離-多普勒算法(RDA)31
• 2.5.2 線頻調變標算法(CSA)31-32
• 2.5.3 頻率變標算法(FSA)32-33
• 2.6 本章小結33-35
• 第三章 方位向多發(fā)多收SAL模型設計35-47
• 3.1 引言35-37
• 3.2 方位向波束寬度與分辨率的關系37-39
• 3.3 多發(fā)多收SAL體制設計39-40
• 3.4 回波信號模型40-45
• 3.5 本章小結45-47
• 第四章 方位向多發(fā)多收SAL信號處理算法47-75
• 4.1 引言47
• 4.2 直接頻譜拼接解模糊算法47-55
• 4.2.2 求解增益矩陣49-52
• 4.2.3 頻帶合成52-55
• 4.3 自適應波束形成解模糊算法55-61
• 4.3.1 自適應波束形成55-58
• 4.3.2 解多普勒模糊58-60
• 4.3.3 頻帶合成60-61
• 4.4 成像處理61-62
• 4.5 兩種解模糊算法的比較與方位向多發(fā)多收SAL不足分析62-63
• 4.5.1 兩種解模糊算法的比較62
• 4.5.2 方位向多發(fā)多收SAL不足分析62-63
• 4.6 仿真分析63-74
• 4.6.1 單發(fā)單收SAL成像仿真64-65
• 4.6.2 直接頻譜拼接解模糊算法仿真65-67
• 4.6.3 自適應波束形成解多普勒模糊算法仿真67-68
• 4.6.4 成像仿真68-71
• 4.6.5 不同信噪比條件下的仿真結果比較71-74
• 4.7 本章小結74-75
• 第五章 結論75-77
• 5.1 全文總結75
• 5.2 展望75-77
• 參考文獻77-81
• 致謝81-83
• 作者簡介83-85

【參考文獻】

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本文編號：940381