多通道sar动目标检测方法研究

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1、硕士学位论文多通道SAR动目标检测方法研究RESEARCHONGROUNDMOVINGTARGETDETECTIONTECHNOLOGYINMULTICHANNELSARSYSTEM穆慧琳哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TN929学校代码：10213国际图书分类号：621.39密级：公开工程硕士学位论文多通道SAR动目标检测方法研究硕士研究生：穆慧琳导师：张云副教授申请学位：工程硕士学科：电子与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN92

2、9U.D.C:621.39DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONGROUNDMOVINGTARGETDETECTIONTECHNOLOGYINMULTICHANNELSARSYSTEMCandidate：MuHuilinSupervisor：Prof.ZhangYunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectronicsandCommunicationEngineeringAffiliat

3、ion：SchoolofElectronicsandInformationEngineeringDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要合成孔径雷达（SyntheticApertureRadar，SAR）对地面运动目标检测（GroundMovingTargetIndication，GMTI）技术是近年来SAR领域中的研究热点，基于SAR成像的巨大优势，SAR-GMTI在军事和民用领

4、域中得到广泛应用。由于单通道SAR系统受物理条件限制在检测性能方面具有局限性，使得近几年多通道SAR动目标检测技术得到快速发展，其具有巨大的研究空间和广阔的发展前景。基于此，本课题主要研究机载/星载雷达平台下的多通道SAR动目标检测方法，在建立多通道SAR对地观测模型和动目标回波模型的基础上，分别研究了基于偏置相位中心天线（DisplacedPhaseCenterAntenna，DPCA）技术、基于空时自适应处理（Space-TimeAdaptiveProcessing，STAP）和基于压缩感知（CompressiveSensing

5、，CS）理论的多通道动目标检测方法，以期提高动目标检测性能，尤其是慢速运动目标的检测性能，进一步解决多通道SAR系统数据量大的问题。本文具体研究工作如下：（1）针对多通道SAR-GMTI系统，建立对地观测模型和动目标回波模型，从理论推导和仿真实验分析动目标运动参数对SAR成像的影响；通过对地杂波的频谱特性和统计模型的分析，说明动目标检测技术的关键在于有效抑制杂波；（2）以双通道SAR-GMTI系统为背景，研究基于DPCA技术的动目标检测方法。从理论推导和实验仿真分析数据时域DPCA、数据多普勒域DPCA及图像域DPCA的可行性，进一

6、步讨论算法的最小可检测速度、最大可检测速度、盲速、通道失衡问题，并分析在均匀杂波和非均匀杂波环境下算法的检测性能；（3）以多通道SAR-GMTI系统为背景，研究多通道SAR的STAP处理方法。从理论推导和实验仿真分析数据时域STAP、数据多普勒域STAP及图像域STAP的可行性，并分析在均匀杂波和非均匀杂波环境下算法的检测性能，其对慢速运动目标和低信杂噪比（SignalClutterNoiseRatio，SCNR）目标的检测能力明显优于DPCA方法。结合长短基线的优势，提出基于图像域STAP的非均匀阵列动目标检测方法，实现在降低最小

7、可检测速度的同时扩大径向速度最大无模糊区间，为进一步提高检测性能和对配准误差的适应能力，对图像域STAP算法进行改进，提出基于多像素联合处理的图像域STAP方法；（4）针对多通道动目标检测方法数据量大的问题，研究基于压缩感知理论的动目标检测方法。以地面运动目标空域稀疏特性为前提，建立多通道SAR稀疏回波模型和观测矩阵，分析三种稀疏重构算法。在此基础上提出基于贝叶斯-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文压缩感知（BayesianCompressiveSensing，BCS）的双通道DPCA-BCS算法和多通道STAP-BCS算法，从理论

8、推导和实验仿真说明算法的可行性，实现稀疏采样条件下的动目标检测，并分析比较不同重构算法和稀疏采样模型的检测性能。针对多通道STAP-BCS算法需要满足DPCA条件问题，提出改进算法，使算法对系统的适应性更强，动目标检测性能更佳。关键词