【摘要】：外輻射源雷達(dá)成像系統(tǒng)一般利用第三方機(jī)會照射源作為系統(tǒng)發(fā)射站,通過部署多個(gè)接收站于感興趣的區(qū)域周圍以對目標(biāo)進(jìn)行探測。與常規(guī)雷達(dá)成像系統(tǒng)相比,其具有成本低,抗指向性干擾以及生存能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。通過靈活的系統(tǒng)布站,還可以實(shí)現(xiàn)對隱身目標(biāo)的有效探測。由于具有上述種種優(yōu)勢,外輻射源雷達(dá)成像系統(tǒng)受到了眾多科研機(jī)構(gòu)的重視。然而,外輻射源雷達(dá)成像系統(tǒng)還存在一些技術(shù)上亟待解決的難題,主要包括以下兩個(gè)方面:1)第三方照射源一般并非是為雷達(dá)探測所設(shè)計(jì),輻射源信號一般帶寬較窄,且為連續(xù)波信號,因此傳統(tǒng)合成孔徑雷達(dá)成像中的“停-走”模型不再適用,且距離分辨率較差;2)靈活的系統(tǒng)布站方式雖有利于提高成像系統(tǒng)的探測性能,但同時(shí)使系統(tǒng)構(gòu)型變的較為復(fù)雜,使得成像算法的設(shè)計(jì)較為困難。針對上述問題,本文從三個(gè)方面開展了相關(guān)的研究工作以改善系統(tǒng)的成像性能:首先,基于層析成像原理建立了成像系統(tǒng)構(gòu)型,在此基礎(chǔ)上對目標(biāo)回波信號模型進(jìn)行了推導(dǎo),分析了回波信號的空間采樣譜域分布與系統(tǒng)構(gòu)型、分辨率之間的關(guān)系,并從系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的角度出發(fā)分析了優(yōu)化布站的方法;其次,開展了窄帶連續(xù)波信號下的高分辨成像算法的研究,考慮到散射點(diǎn)目標(biāo)稀疏分布的特性,進(jìn)一步提出基于壓縮感知的稀疏成像算法;最后,分析了運(yùn)動平臺非理想運(yùn)動對回波信號的影響,建立了含有運(yùn)動相位誤差的回波信號模型,并提出了相應(yīng)的運(yùn)動補(bǔ)償方法對回波信號相位誤差進(jìn)行修正以改善系統(tǒng)成像性能。全文具體研究內(nèi)容為:1、建立了外輻射源雷達(dá)成像系統(tǒng)的基本構(gòu)型,在此基礎(chǔ)上,對回波信號模型進(jìn)行了理論推導(dǎo)。分析了輻射源數(shù)量對回波信號空間采樣譜域分布的影響,并從回波信號空間采樣譜域的角度分析了成像系統(tǒng)的分辨性能。對成像系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)進(jìn)行了理論推導(dǎo),并由此探索了布站方式與成像系統(tǒng)分辨性能之間的聯(lián)系,從而討論了基于點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)分析的布站優(yōu)化方法;2、從層析成像的角度對回波信號模型進(jìn)行了分析,得到了回波信號與目標(biāo)場景散射系數(shù)函數(shù)之間的傅里葉變換對關(guān)系。在輻射源數(shù)量較多時(shí),通過對回波信號采樣頻譜的分析,給出了基于插值方法的DFT重構(gòu)方法。在輻射源數(shù)量較少,回波信號的空間采樣頻譜稀疏分布較時(shí),開展了極坐標(biāo)格式成像算法的研究,通過在極坐標(biāo)格式下設(shè)計(jì)與回波信號空間采樣頻譜相匹配的圓卷積核函數(shù),有效避免了成像算法中的插值過程,實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)場景的高分辨重構(gòu);3、針對成像過程中受天氣、地形等客觀因素影響,實(shí)際獲取的信號空間采樣譜域可能存在缺失,傳統(tǒng)成像算法性能嚴(yán)重惡化的問題,開展了基于壓縮感知的稀疏成像算法的研究,分析了字典矩陣的相關(guān)性與稀疏重構(gòu)算法性能之間的關(guān)系,并建立了字典矩陣的列相關(guān)性與布站構(gòu)型之間的聯(lián)系,進(jìn)一步通過模擬退火方法對布站構(gòu)型進(jìn)行優(yōu)化,從而改善系統(tǒng)的成像性能,仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提方法的有效性;4、由于信號傳播受大氣層的干擾,系統(tǒng)中運(yùn)動平臺的非理想運(yùn)動,真實(shí)的回波信號可能會受到相位誤差的污染而導(dǎo)致圖像散焦。針對上述問題,本文開展了適用于外輻射源雷達(dá)成像系統(tǒng)的運(yùn)動補(bǔ)償方法的研究。通過建立含有相位誤差的成像模型,分析相位誤差對成像過程的影響特性,提出了基于定點(diǎn)迭代算法的相位誤差估計(jì)方法。在稀疏成像算法過程中,提出了通過最小化相對重構(gòu)誤差的方法實(shí)現(xiàn)對回波相位誤差變量估計(jì)的方法,并通過仿真驗(yàn)證了所提方法的有效性。在上面的相位誤差估計(jì)方法中,并未對相位誤差變量的形式進(jìn)行假設(shè),因而所提運(yùn)動補(bǔ)償方法是一種非參數(shù)化的方法,可用于補(bǔ)償任意形式的相位誤差變量。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN957.52
【圖文】：

２００１年美國伊利諾伊大學(xué)驗(yàn)證了利用電視與廣播電臺信號做為外射源信號進(jìn)行外輻射源雷達(dá)成像的可行性［ｎ３＿１１５１，接著他們在Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ錄取了面３７個(gè)電視與調(diào)頻廣播回波信號數(shù)據(jù)，通過對錄取回波信號的處理，成功實(shí)現(xiàn)了空中的民航飛機(jī)成像。逡逑２００７年初，美國ＮＡＶＳＹＳ公司的Ａｌｉｓｏｎ邋Ｂｒｏｗｎ和Ｂｅｎ邋Ｍａｔｈｅｗｓ發(fā)文報(bào)道其公司逡逑經(jīng)研制出了一個(gè)１０９陣元的ＧＰＳ接收天線陣列和一個(gè)改進(jìn)的高增益ＧＰＳ接收機(jī)逡逑（Ｈｉｇｈ－ｇａｉｎ邋Ａｄｖａｎｃｅｄ邋ＧＰＳ邋Ｒｅｃｅｉｖｅｒ，ＨＡＧＲ），圖邋１．３邋為接收天線陣列實(shí)物圖丨１１８－ｎ９］。逡逑系統(tǒng)由一個(gè)參考天線和一個(gè)１０９陣元的天線陣列構(gòu)成，可以同時(shí)接收４個(gè)以上的逡逑ＰＳ信號，從而構(gòu)成了邋ＳＳ－ＢＳＡＲ系統(tǒng)，系統(tǒng)示意圖如圖１．４所示。這個(gè)天線陣列的逡逑收增益比一般接收機(jī)高２０ｄＢ，這使得從更高處接收ＧＰＳ回波進(jìn)行遙感成為可能，逡逑而大大減弱了多徑誤差。在試驗(yàn)過程中，把此接收系統(tǒng)置于一個(gè)Ｃｅｓｓｎａ實(shí)驗(yàn)飛機(jī)逡逑部，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該系統(tǒng)利用數(shù)字波束控制可以穩(wěn)健的跟蹤ＧＰＳ的鏡面反射信號和逡逑些漫反射信號、可以檢測水面上船只的后向散射信號、實(shí)時(shí)檢測水面感興趣散射信逡逑或檢測地面上感興趣區(qū)域的信號回波。圖１．５是此實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在０．１秒相Ｔ？枳累時(shí)間逡逑

英國的Ｃｈｅｍｉａｋｏｖ等人從２００１年開始，對星－表雙邋Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ邋Ａｐｅｒｔｕｒｅ邋Ｒａｄａｒ，邋ＳＳ－ＢＳＡＲ）系統(tǒng)的原理和方法析了該系統(tǒng)的性能特點(diǎn)，提出了系統(tǒng)方案，研宄了成像展開了性能驗(yàn)證試驗(yàn)研宄［１８，２９，６４，％，｜（）（）’｜］８＇１２（）］。５８－：６８八１１系個(gè)安裝在地面或者地表附近的接收機(jī)構(gòu)成，因而得名隊(duì)發(fā)表了邋ＳＳ－ＢＳＡＲ的初步試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)射機(jī)選用在軌導(dǎo)８逡逑

英國的Ｃｈｅｍｉａｋｏｖ等人從２００１年開始，對星－表雙邋Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ邋Ａｐｅｒｔｕｒｅ邋Ｒａｄａｒ，邋ＳＳ－ＢＳＡＲ）系統(tǒng)的原理和方法析了該系統(tǒng)的性能特點(diǎn)，提出了系統(tǒng)方案，研宄了成像展開了性能驗(yàn)證試驗(yàn)研宄［１８，２９，６４，％，｜（）（）’｜］８＇１２（）］。５８－：６８八１１系個(gè)安裝在地面或者地表附近的接收機(jī)構(gòu)成，因而得名隊(duì)發(fā)表了邋ＳＳ－ＢＳＡＲ的初步試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)射機(jī)選用在軌導(dǎo)８逡逑

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 賀明溪;劉寶;劉孝鵬;;基于盲方法的外輻射源雷達(dá)目標(biāo)探測探討[J];電腦迷;2017年03期

2 邵啟紅;龔子平;張勛;尤君;萬顯榮;;多調(diào)頻廣播外輻射源雷達(dá)目標(biāo)探測實(shí)驗(yàn)研究[J];電子與信息學(xué)報(bào);2016年05期

3 萬顯榮;易建新;程豐;饒?jiān)迫A;龔子平;柯亨玉;;單頻網(wǎng)分布式外輻射源雷達(dá)技術(shù)[J];雷達(dá)學(xué)報(bào);2014年06期

4 陳希信;王峰;龍偉軍;;基于獨(dú)立成分分析的外輻射源雷達(dá)同頻干擾抑制[J];中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào);2015年01期

5 ;“外輻射源雷達(dá)技術(shù)”專刊征文通知[J];雷達(dá)學(xué)報(bào);2013年04期

6 ;“外輻射源雷達(dá)技術(shù)”�？魑耐ㄖ猍J];雷達(dá)學(xué)報(bào);2013年03期

7 王桁;;外輻射源雷達(dá)的雜波抑制技術(shù)研究[J];軍事通信技術(shù);2009年03期

8 陶建義;基于外輻射源的無源雷達(dá)技術(shù)[J];現(xiàn)代電子;2002年03期

9 李航;楊峰;金威;;外輻射源雷達(dá)制導(dǎo)系統(tǒng)性能分析[J];電子測量技術(shù);2018年13期

10 鄧亞琦;王俊;武勇;王玨;羅振;;一種機(jī)載外輻射源雷達(dá)微弱目標(biāo)檢測方法[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2017年02期

相關(guān)會議論文 前3條

1 李雁斌;鄒波;吉峰;;天基外輻射源雷達(dá)地雜波抑制技術(shù)研究[A];空天資源的可持續(xù)發(fā)展——第一屆中國空天安全會議論文集[C];2015年

2 王玉輝;程莉;馬洪;;基于短波信號反演的中國電離層電子密度圖重構(gòu)[A];中國計(jì)算機(jī)用戶協(xié)會網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用分會2018年第二十二屆網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)與應(yīng)用年會論文集[C];2018年

3 趙玲;陳開林;;輻射源探測定位系統(tǒng)綜述[A];四川省電子學(xué)會雷達(dá)與火控、電子線路與系統(tǒng)專業(yè)委員會學(xué)術(shù)交流會10周年優(yōu)秀論文集[C];2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王海環(huán);RFS的多目標(biāo)跟蹤算法及其在外輻射源雷達(dá)中的應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);2017年

2 王玨;高分辨外輻射源雷達(dá)成像技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2018年

3 趙志欣;高頻外輻射源雷達(dá)新體制與信號處理若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];武漢大學(xué);2013年

4 尤君;基于多調(diào)頻廣播信號的外輻射源雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];武漢大學(xué);2015年

5 邵啟紅;低頻段外輻射源雷達(dá)信號處理若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];武漢大學(xué);2016年

6 李紅偉;外輻射源雷達(dá)目標(biāo)定位與跟蹤方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

7 李萬春;外輻射源定位跟蹤技術(shù)的研究[D];電子科技大學(xué);2009年

8 唐續(xù);外輻射源雷達(dá)目標(biāo)跟蹤技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2011年

9 王海濤;外輻射源雷達(dá)信號處理若干問題研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

10 武勇;外輻射源雷達(dá)信號處理與目標(biāo)跟蹤方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 朱斯航;DRM外輻射源雷達(dá)雜波抑制算法研究[D];南昌大學(xué);2018年

2 朱士強(qiáng);基于外輻射源的雷達(dá)目標(biāo)探測技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2018年

3 謝進(jìn)文;基于外輻射源的高速運(yùn)動目標(biāo)探測技術(shù)[D];電子科技大學(xué);2018年

4 法特蘇凡（Phet suo phanh）;外輻射源雷達(dá)自適應(yīng)對消算法研究[D];北京理工大學(xué);2016年

5 張強(qiáng);基于多外輻射源的被動雷達(dá)目標(biāo)檢測算法研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

6 許家安;自適應(yīng)波束形成算法及外輻射源雷達(dá)威力分析[D];南京理工大學(xué);2005年

7 劉長遠(yuǎn);壓縮感知在外輻射源雷達(dá)中的應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2017年

8 蔣冰清;基于壓縮感知的外輻射源雷達(dá)技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2016年

9 朱云鵬;外輻射源雷達(dá)關(guān)鍵性能的測試驗(yàn)證方法研究[D];北京理工大學(xué);2016年

10 董曉男;外輻射源雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

本文編號：2802652