天基雷達(dá)可以在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對地高分辨率成像和運(yùn)動目標(biāo)探測,其研制難度非常大,一是探測范圍大,需要更高的功率孔徑積,而天基平臺的功率和天線的規(guī)模受限;二是探測目標(biāo)小,需要更高的探測靈敏度和成像分辨率。稀疏陣列天線技術(shù)是解決天基雷達(dá)現(xiàn)實(shí)難題的有效辦法,開展相關(guān)研究工作具有重要意義。稀疏陣列天基雷達(dá)是指利用稀疏微波成像的理論方法對天基雷達(dá)天線進(jìn)行稀疏化,以實(shí)現(xiàn)天基雷達(dá)更大的探測能力,適用于空間分辨率要求高、設(shè)備體積重量約束條件多的工作環(huán)境�；谙∈栉⒉ǔ上窈拖∈桕嚵刑炀�理論及方法,本論文深入研究了大型稀疏陣列天基雷達(dá)系統(tǒng)和運(yùn)動目標(biāo)成像探測問題,論文具體研究工作如下:1.研究了天基雷達(dá)系統(tǒng)問題�；诖笮拖∈桕嚵刑炀�,本論文論述了天基雷達(dá)的技術(shù)體制和關(guān)鍵技術(shù),提出了一種稀疏陣列優(yōu)化方法,設(shè)計(jì)了基于稀疏陣列的MEO軌道X波段天基雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)。通過性能分析,采用稀疏陣列天線寬發(fā)窄收模式,在同樣的功率孔徑積情況下,可有效提高雷達(dá)的交軌向空間分辨率,為天基雷達(dá)的工程化實(shí)現(xiàn)提供了一種新的途徑。2.研究了通道間相位誤差問題。通道間相位誤差補(bǔ)償是保障陣列天線雷達(dá)性能的重要環(huán)節(jié),本論文提出了一種基于方向圖和多... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院國家授時(shí)中心)陜西省

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

單個仰角波束饋電的透鏡陣列Fig1.2Lensarrayfedbyasingleelevationbeam

第1章緒論5湊、輕型、剛性且可展開的空間結(jié)構(gòu)和可調(diào)整的天線電訊系統(tǒng)相結(jié)合方式，提出了一種超大規(guī)模的用于戰(zhàn)略地面目標(biāo)檢測的雷達(dá)衛(wèi)星透鏡天線設(shè)計(jì)理念[23,24]。在此基礎(chǔ)上，2004年Toyon研究小組提出了天基雷達(dá)（SBR）天線設(shè)計(jì)為X波段300m×3m有源透鏡天線，如圖1.1所示。該天線結(jié)構(gòu)為三角形，一面是有源透鏡，其他兩面安裝太陽能薄膜電池以及能向空間輻射熱量和靜電的特殊薄膜結(jié)構(gòu)，發(fā)射前可收攏，發(fā)射后采用充氣硬化展開，圖1.2為其單個仰角波束饋電的透鏡陣列原理示意圖。該設(shè)計(jì)在透鏡天線的射頻效率、封裝效率以及熱量控制方面都有很大的提高，但其全陣的陣面控制精度需要有特殊措施保證[15]。圖1.1美國空軍實(shí)驗(yàn)室300m×3m有源透鏡天線示意圖Fig1.1Diagramof300m×3mactivelensantennaofAirForceResearchLaboratory圖1.2單個仰角波束饋電的透鏡陣列Fig1.2Lensarrayfedbyasingleelevationbeam綜上，采用薄膜結(jié)構(gòu)的相控陣天線能夠在有效保證天線電性能實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，具備重量輕、收攏體積小的優(yōu)勢，在天基大口徑相控陣天線實(shí)現(xiàn)上富有競爭力，但其最終實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用仍是一個長期復(fù)雜的過程。

稀疏陣列天基雷達(dá)系統(tǒng)分析和運(yùn)動目標(biāo)成像探測技術(shù)研究24在空域稀疏場景中，少數(shù)強(qiáng)目標(biāo)的雷達(dá)散射截面積遠(yuǎn)大于作為背景的自然場景雷達(dá)散射截面積，其雷達(dá)圖像表現(xiàn)為明顯的稀疏性。典型示例有普通海況下對海洋場景進(jìn)行SAR成像時(shí)的海面艦船目標(biāo)，對空進(jìn)行ISAR成像時(shí)的空中飛行目標(biāo)，如圖2.5所示�？沼蛳∈璧南∈瓒瓤啥x為est=N（2.28）式中，為目標(biāo)像素點(diǎn)集合，為目標(biāo)像素點(diǎn)的個數(shù)；N為場景總像素點(diǎn)個數(shù)。稀疏度也可以通過估計(jì)場景圖像中強(qiáng)散射點(diǎn)目標(biāo)幅度的2范數(shù)占整個場景幅度2范數(shù)的比例22xx來確定，索引集合的確立滿足：1212:||||,cxx∣xxxx（2.29）式中，x為目標(biāo)集合；cx為背景雜波集合。(a)RadarSat-1海面艦船雷達(dá)圖像(b)Yak-42空中飛行目標(biāo)雷達(dá)圖像圖2.5空域稀疏雷達(dá)圖像Fig2.5Sparseradarimageinspacedomain2.2.6合成孔徑雷達(dá)觀測矩陣稀疏微波成像中的觀測矩陣是指將地物場景后向散射系數(shù)映射到回波采樣數(shù)據(jù)的變換矩陣，是雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)和成像幾何關(guān)系的函數(shù)，其性質(zhì)決定了稀疏微波成像的性能。下面以脈沖壓縮為例，說明觀測矩陣的構(gòu)建。假設(shè)發(fā)射信號為線性調(diào)頻信號：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種天基預(yù)警雷達(dá)目標(biāo)運(yùn)動參數(shù)估計(jì)方法[J]. 周亮,袁俊泉,王萬田,鄭岱堃.  雷達(dá)科學(xué)與技術(shù). 2019(04)
[2]天基預(yù)警雷達(dá)MPRF的設(shè)計(jì)與選擇[J]. 溫建雄,袁俊泉,陳文峰,鄭岱堃.  空軍預(yù)警學(xué)院學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]稀疏重航過陣列SAR運(yùn)動誤差補(bǔ)償和三維成像方法[J]. 田鶴,李道京.  雷達(dá)學(xué)報(bào). 2018(06)
[4]基于柱形拋物面天線的MIMO SAR研究[J]. 葉愷,禹衛(wèi)東,徐偉,王偉.  電子與信息學(xué)報(bào). 2018(08)
[5]基于修正均勻冗余陣列正反編碼的稀疏陣列SAR下視三維成像處理[J]. 田鶴,李道京,潘潔,周建衛(wèi).  電子與信息學(xué)報(bào). 2017(09)
[6]基于特征分解的方位向多通道SAR相位失配校正方法[J]. 范懷濤,張志敏,李寧.  雷達(dá)學(xué)報(bào). 2018(03)
[7]基于共形稀疏陣列的艇載外輻射源雷達(dá)性能分析[J]. 周建衛(wèi),李道京,田鶴,潘潔,胡烜.  電子與信息學(xué)報(bào). 2017(05)
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[9]多發(fā)多收SAR波形設(shè)計(jì)與高分辨成像技術(shù)綜述[J]. 趙官華,付耀文,聶鐳,莊釗文.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2016(03)
[10]稀疏微波成像研究進(jìn)展(科普類)[J]. 吳一戎,洪文,張冰塵,蔣成龍,張柘,趙曜.  雷達(dá)學(xué)報(bào). 2014(04)

博士論文
[1]天基預(yù)警雷達(dá)微弱動目標(biāo)檢測跟蹤方法研究[D]. 何嘉懿.西安電子科技大學(xué) 2016
[2]星載多通道高分辨寬測繪帶合成孔徑雷達(dá)成像處理技術(shù)研究[D]. 楊桃麗.西安電子科技大學(xué) 2014



本文編號：3570613