機(jī)載前視雷達(dá)掃描波束銳化方法研究

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1、電子科技大學(xué)UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA博士學(xué)位論文DOCTORALDISSERTATION論文題目機(jī)載前視雷達(dá)掃描波束銳化方法研究學(xué)科專業(yè)信號(hào)與信息處理學(xué)號(hào)201211020407作者姓名譚珂指導(dǎo)教師楊建宇教授分類號(hào)密級(jí)注1UDC學(xué)位論文機(jī)載前視雷達(dá)掃描波束銳化方法研究（題名和副題名）譚珂（作者姓名）指導(dǎo)教師楊建宇教授電子科技大學(xué)成都（姓名、職稱、單位名稱）申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別博士學(xué)科專業(yè)信號(hào)與信息處理提交論文日期2018.5.7論文答辯日期2018.6.5學(xué)位授予單位和日期電

2、子科技大學(xué)2018年6月答辯委員會(huì)主席評(píng)閱人注1：注明《國(guó)際十進(jìn)分類法UDC》的類號(hào)。ResearchonBeamSharpeningMethodofAirborneForward-LookingScanningRadarADoctoralDissertationSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:SignalandInformationProcessingAuthor:TanKeSupervisor:Prof.YangJianyuSc

3、hoolofInformationandCommunicationSchool:Engineering摘要摘要機(jī)載前視掃描雷達(dá)可以全天時(shí)、全天候?qū)︼w行器正前方區(qū)域的地形地貌和目標(biāo)分布情況進(jìn)行成像探測(cè)，在飛行器自主著陸、地形回避、物資空投等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。但現(xiàn)有雷達(dá)技術(shù)受天線實(shí)波束的孔徑限制，方位分辨率較低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)前視較遠(yuǎn)區(qū)域地形地貌及集群目標(biāo)的有效分辨。因此，研究機(jī)載前視掃描雷達(dá)波束銳化成像技術(shù)，在不改變系統(tǒng)基本硬件條件的情況下，通過(guò)信號(hào)處理的方法提高目標(biāo)方位分辨率，對(duì)提升機(jī)載雷達(dá)性能具有重要意義。本文圍繞提高機(jī)載前視掃描雷達(dá)方位分

4、辨率的相關(guān)理論與方法問(wèn)題，從基于統(tǒng)計(jì)優(yōu)化及正則化兩種途徑開展了波束銳化方法、算法實(shí)現(xiàn)和畸變修正等研究工作，主要內(nèi)容如下：1.提出了基于I/Q通道噪聲建模的最大似然波束銳化方法，通過(guò)聯(lián)合考慮I/Q通道噪聲分布構(gòu)建匹配的似然函數(shù)，緩解了傳統(tǒng)方法中回波統(tǒng)計(jì)模型失配造成的噪聲敏感問(wèn)題，有效抑制了成像結(jié)果中的寄生波紋和虛假目標(biāo)。2.提出了基于平方拉普拉斯約束的最大后驗(yàn)波束銳化方法，利用拉普拉斯分布聯(lián)合二次項(xiàng)分布對(duì)目標(biāo)進(jìn)行約束，解決了稀疏場(chǎng)景中由噪聲放大現(xiàn)象引起的不完全收斂問(wèn)題，在實(shí)現(xiàn)稀疏目標(biāo)精確反演的同時(shí)，提高了波束銳化算法穩(wěn)定性。3.提出了雙通道正

5、則化處理策略，構(gòu)建了相應(yīng)的銳化方法，打破了現(xiàn)有正則化波束銳化方法只能對(duì)單一特性場(chǎng)景進(jìn)行處理的局限性，解決了集群目標(biāo)反演時(shí)的背景輪廓丟失問(wèn)題。4.提出了基于三點(diǎn)向量外推的加速迭代閾值收縮方法，解決了迭代正則化方法收斂速度較慢的問(wèn)題，為正則化波束銳化方法的高效實(shí)現(xiàn)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，利于算法的工程實(shí)現(xiàn)。5.針對(duì)載機(jī)高速運(yùn)動(dòng)情況下的波束畸變問(wèn)題，建立了運(yùn)動(dòng)速度與畸變方向圖的解析關(guān)系，采用基于分塊處理的正則化修正算法，有效改善了載機(jī)高速運(yùn)動(dòng)條件下的波束銳化效果。以上理論和方法已通過(guò)仿真與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明，上述方法能夠有效解決機(jī)載前視掃描雷達(dá)

6、波束銳化方法的工程應(yīng)用相關(guān)問(wèn)題。關(guān)鍵詞：前視掃描雷達(dá)，卷積反演，波束銳化，統(tǒng)計(jì)優(yōu)化，正則化IABSTRACTABSTRACTAirborneforward-lookingscanningradarhasgreatapplicationvalueinthefieldsofautonomouslanding,terrainavoidanceandgroundattack.However,theazimuthresolutionoftheairborneforward-lookingscanningradarisrelativelylowduet

7、othelimitationoftherealaperture.Asaresult,theterrainandtheclusterytargetsintheforward-lookingareaofthevehiclecannotbedetectedeffectively.Therefore,itisofgreatimportancetoexplorenewapproachestosharpentherealbeamandimprovetheazimuthresolutionoftheairborneforward-lookingscann

8、ingradar.Focusingontheproblemofbeamsharpeningmethodofairborneforward-lookingscanningradar