隨機噪聲超寬帶成像雷達關鍵技術研究.pdf

1、現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭和越來越復雜的電磁環(huán)境對雷達提出了越來越嚴峻的挑戰(zhàn)，研究表明：隨機噪聲信號雷達具有優(yōu)良的電磁兼容性和目標檢測性能。開展隨機噪聲高分辨成像雷達新體制的研究，特別是隨機噪聲信號雷達高分辨成像的關鍵技術研究，為實現(xiàn)隨機噪聲信號高分辨成像雷達打下基礎。 本文所做的工作歸納起來，主要包括以下幾個方面： 1)探討了隨機噪聲超寬帶成像雷達的理論基礎，研究了有關的成像算法，給出了隨機噪聲成像雷達在這些算法下的仿真結果。結果

2、表明，波前重構和快速后向投影兩種成像算法適合隨機噪聲超寬帶成像雷達的應用要求。 2)隨機噪聲超寬帶雷達信號有矩形和高斯形功率譜兩種形式。矩形功率譜隨機噪聲信號距離旁瓣呈現(xiàn)sinc函數(shù)形狀包絡，旁瓣電平基本不受所用數(shù)據長度的影響，且旁瓣較高，采用切趾濾波旁瓣技術可以有效抑制旁瓣，可以基本上不降低原SAR圖像的分辨率。高斯形功率譜隨機噪聲信號的距離旁瓣是無規(guī)則形狀，隨著相關數(shù)據的長度增長而顯著下降，因而在設備許可的情況下，可以利用增

3、加相關數(shù)據長度的方法抑制旁瓣。 3)本文提出了隨機噪聲信號數(shù)字產生的硬件平臺設計方案，成功實現(xiàn)了利用FPGA、大容量存儲器等器件進行隨機噪聲寬帶信號的數(shù)字產生。通過分析硬件平臺產生的兩種隨機噪聲信號(改進型Logistic-Map的混沌隨機噪聲信號和基于Ziggurat算法的高斯分布隨機噪聲信號)的統(tǒng)計特性，證實了產生的這兩種隨機噪聲信號可以符合應用要求。 4)首次論證并仿真實現(xiàn)了隨機噪聲環(huán)形SAR。環(huán)形SAR可以提供被

4、照射區(qū)域的全視角(360度)圖像，可以獲得更多更精確的信息。在探討了隨機噪聲環(huán)形SAR模型的基礎上，給出了其成像算法的公式推導，以及具體的實現(xiàn)步驟。 5)首次探討并得到了隨機噪聲信號成像雷達的相干斑特性。建立了被觀測區(qū)域的散射體模型，從原始散射體回波信號仿真出發(fā)，探討了雷達電磁波形成相干斑的物理機理，以數(shù)學模型描述了相干斑的形成。仿真結果表明：隨機噪聲超寬帶SAR和線性調頻超寬帶SAR都存在相干斑現(xiàn)象，而線性調頻超寬帶SAR的相

5、干斑要比隨機噪聲超寬帶SAR的相干斑嚴重，對具有相同散射強度的點目標成像，線性調頻超寬帶SAR的點目標位置距離向幅度變化范圍要比隨機噪聲超寬帶SAR的距離向幅度變化范圍大將近3～5 dB。 6)本文分析了隨機噪聲超寬帶成像雷達的抗干擾性能，并和常規(guī)線性調頻超寬帶成像雷達的抗干擾性能進行了比較。分析表明，隨機噪聲成像雷達的抗干擾能力要強于線性調頻成像雷達，例如，當干擾為線性調頻信號(但調頻斜率不同于線性調頻信號雷達的調頻斜率)、干