单频连续波雷达成像研究

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1、中图分类号：TN958论文编号：102870416-SZ003学科分类号：085208硕士学位论文单频连续波雷达成像研究研究生姓名万敏雪专业类别工程硕士专业领域电子与通信工程指导教师张弓教授南京航空航天大学研究生院电子信息工程学院二一五年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofElectronicandInformationEngineeringResearchonSingleFrequencyContinuousWaveRadarImagingAThes

2、isinElectronicsandCommunicationEngineeringbyMinxueWanAdvisedbyProf.GongZhangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材

3、料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学全日制专业硕士学位论文摘要合成孔径雷达（SyntheticApertureRadar，SAR）成像是雷达的重点研究对象，已广泛用于军用和民用领域中。现有SAR系统要求信号具备大带宽以得到高距离分辨率成像。近年来，无线电频谱资源日益紧张，大带宽的发射信号无异于使得频带拥挤问题更加凸显，这给未来的雷达设计带来了潜在的严重挑战。单频雷达是减少频谱占用的一种手段，也降低

4、了雷达射频前端带宽的要求，用单频连续波作为发射信号进行成像具有重要的研究意义。本文分别从成像算法理论、算法仿真分析、自聚焦、实测验证系统、分布式融合成像等方面对单频连续波雷达成像展开研究。主要工作如下：针对单频连续波没有带宽，无法利用高距离分辨率进行成像的特点，研究了多普勒后向投影（BackProjection，BP）成像算法，给出了算法的具体公式推导，阐述算法流程，并对算法参数设置进行分析。仿真结果验证了雷达观测角达360°时，该算法成像的空间分辨率能达到四分之一的波长，能够良好的重建单点目标和多点目标。并对雷达平台位置误差进行仿真和分析。单频连续波多普勒BP算

5、法的相位误差不同于宽带时域BP算法的相位误差，无法直接使用传统的自聚焦方法解决，难以对相位误差进行估计。首次推导了单频连续波多普勒BP算法的相位误差，建立了雷达平台轨迹误差模型，提出基于图像平方锐度最大准则优化轨迹的多普勒BP自聚焦方法，仿真结果验证了该方法的可行性。设计了单频连续波转台成像实测验证系统。分别采集单目标和多目标实测数据进行成像处理。在雷达轨迹被视为理想轨迹条件下，实测数据处理结果表明了单频连续波多普勒BP成像算法的有效性，实现了小场景点目标单频连续波多普勒BP成像。针对现代雷达系统面临的系统生存、抗干扰和反隐身等问题，设计了分布式平台融合成像系统架

6、构。利用分布式平台从不同方向观测成像区域，提出了单平台相干处理/平台间非相干处理的多普勒BP融合成像方法。在理想情况下，对分布式融合成像进行了仿真分析。仿真结果表明分布式平台融合成像可以改善成像区域分辨率均匀性，提高点目标重建效果。关键词：雷达成像，单频连续波，多普勒BP，自聚焦，分布式结构i单频连续波雷达成像研究ABSTRACTSyntheticapertureradar(SAR)imagingwhichhasbeenwidelyusedinmilitaryandcivilfieldsisthekeypointofresearchinradarsystems.E

7、xistingSARsystemsrequiresignalswithwidebandwidthtoachievehighrangeresolutionforimaging.Theradiospectrumresourcesincreasinglytenseinrecentyears,andthewidebandtransmittedsignalsmakethebandwidthcongestionmoreprominent,whichposepotentiallyseriouschallengestothefutureradardesigns.Radarimag

8、ingwi