步进频率雷达高分辨成像处理算法

摘要

传统雷达的任务主要是目标探测和定位，近年来，雷达功能逐渐增加，一个重要的应用是雷达成像技术。合成孔径雷达通过合成孔径原理实现方位高分辨，通过宽带信号实现距离高分辨。对于雷达成像的研究目前大多基于线性调频信号，本文将研究基于频率步进雷达信号的成像算法，它可以通过发射一组载频线性跳变的相参脉冲，获得等效的大带宽和高距离分辨力，通过方位综合，获得高方位分辨率，最终实现步进频雷达的合成孔径成像。
　　 本文考虑的步进频雷达信号是在不同的慢时间发射不同频率的信号，最后通过综合所接收到的回波信号实现雷达成像。与基于线性调频信号的成像方法相似，该成像方法需要进行方位合成和距离走动校正，而不同点是其不同频率分量的回波信号在方位维具有一个固定已知的位移，成像的关键就是补偿方位位移。
　　 本文首先简单介绍了步进频率雷达信号的距离域合成方法，包括脉冲合成原理，运动补偿以及像拼接方法，随后介绍了合成孔径雷达(SAR)成像原理与典型成像算法，最后利用毫米波步进频雷达测量系统，重点研究了步进频率SAR成像，结合步进频率SAR雷达目标回波的系统响应函数在方位维具有平移不变性，提出一种有效的步进频成像算法。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景与研究现状

1.2 本文研究内容

第二章 步进频率雷达信号距离域高分辨处理

2.1 引言

2.2 步进频率信号的脉冲合成原理

2.2.1 发射与回波信号模型

2.2.2 距离高分辨原理

2.3 目标速度对步进频率的影响分析

2.4 速度测量

2.5 冗余及参数设计

2.5.1 冗余的产生

2.5.2关键参数设计

2.6 像拼接算法

2.6.1 典型的像拼接算法

2.6.2 改进的同距离取大像拼接算法

2.7 算法仿真与实测数据处理

2.7.1 仿真验证

2.7.2 实测数据处理结果

2.8 小结

第三章 合成孔径雷达成像原理与成像算法

3.1 引言

3.2 条带式合成孔径雷达成像的基本原理

3.2.1 合成孔径雷达的横向分辨率

3.2.2 条带式合成孔径雷达的回波信号模型

3.3 距离单元徙动

3.4 距离-多普勒(R-D)成像算法

3.4.1 原始的正侧视距离-多普勒算法

3.4.2 校正距离走动和弯曲的距离-多普勒算法

3.5 实测数据处理分析

3.6 小结

第四章 步进频率SAR成像处理

4.1 引言

4.2 步进频率SAR成像算法

4.2.1 步进频雷达工作方式

4.2.2 方位合成原理

4.2.3 方位走动校正

4.2.4 距离维信号合成

4.3 距离徙动补偿问题

4.3.1 距离徙动及其影响

4.3.2 距离徙动校正算法

4.3.3 多目标成像结果

4.4 步进频率SAR成像算法流程

4.5 步进频率SAR工作参数设计

4.6 小结

第五章 结束语

5.1 本文工作总结

5.2 未来工作展望

致谢

参考文献

作者读研期间研究成果