动平台, 如飞机和卫星上已成为趋势. 由于平台运动, 静 止的地物场景相对于平台而言也是运动的, 这将导致地 物杂波的多普勒谱严重展宽, 从而慢速运动目标常淹没 于雷达主杂波区, 传统地基雷达中利用时域一维多普勒 滤波处理检测运动目标不再有效. 如何有效抑制展宽的地物杂波多普勒谱, 成为提高 动目标检测性能的关键. 为 此, 人们 相继提 出四种 主要 关键技术: 相位中心偏置天线( Displaced Phase Center An tenna, DPCA) 技 术; 沿 航 迹干 涉 ( Along track Interferomet
收稿日期: 2007 05 21; 修回日期: 2008 10 27 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( No 60736009)
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3 期
曾
操: 基于样本加权的三通道 SAR GMTI 机载数据处理及性能分析
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Attack Radar System) [ 3] , 采 用 3 个 子孔 径干 涉 结构 实现 近实时的广 域监 视和 远程 目标 攻击 指示 能力, 并 经历 海湾战争考验, 但由于 通道数 少算法过 于简单, 检测性 能并非十分 理想. STAP 技术 利 用杂波 空时 耦合 特性 设计的自适 应二 维滤 波器 以滤 除地 杂波, 并 保证 对运 动目标有足 够的 增益, 是一 种有 效抑 制场 景 杂波 和提 高最小可检测速度的关键 技术. 美 国在 90 年代录 取了 大量机载 多通 道实 测数 据( 例 如 MCARM[ 5] 数 据, Mult i Channel Airborne Radar Measurement) , 有 力 推 动 了 STAP 技术的发展. 结合 SAR 成像的 GMTI 技术逐渐成为 研究热点, 多 通道 SAR GMTI 系 统由 于具 有良 好的 主瓣 杂 波抑 制能 力和较小的 最小 可检 测速 度逐 渐成 为主 流, 并且 成像 与 DPCA, 以 及 STAP 技术 融合 日益明 显. 典型 方法 ATI 主要包括: 图像 域 DPCA [ 6] , 对多 幅 SAR 图 像进 行插 值, 配准, 采用 直接 或自 适应 相 减方 式抑 制杂 波, 但该 类方法所需的图像插值运算 量大, 配 准精度要 求较高. ! 图像域 ATI[ 7] , 对多幅配准后的图像 干涉处理 得到干 涉图, 采用仅相位, 幅度或幅 相联合 检测的方 式检测 仅 出动目标, 由 于不 抑制 杂波, 难 以检 测微 弱, 稀疏 的动 目标. 德 国 1996 年 试 飞 的 AER ( Airborne Experimental Radar) [ 8] 雷达系统, 对海港的 SAR 图像 ATI 处理后检测 出方位偏移 的船 只. 图 像域 STAP [ 9] , 将传 统 STAP 方 法直接应用于 SAR 图 像域. 加拿 大 2003 年 进行了 两通 道多模喇叭天线 X 波 段雷达 二期试 飞[ 10] , 基于多 普勒 锐化 ( Doppler Beam Sharp, DBS) 图 采用 后 多 普 勒( Post doppler) 空时自适应 处理 实现广 域区 域监视. #图 像域 像素矢量 的杂 波抑 制方 法 , 利 用参 考像 素附 近的 像素帮忙来 实现 自适 应抑 制杂 波, 能 够降 低 对图 像配 准精度的要 求. 国 内多 家高 校和 研究 单位 长 期对 多通 道 SAR GMTI 系统进行理论和应用研究[ 13, 14] , 特别是近 年来多次的挂飞试验, 国 内 SAR GMTI 技术取得 长足进 步. 由于环境和系 统的 不确 定 性, 实 际中 杂 波抑 制通 常采用自适应方式, 由 于涉及 杂波相关 矩阵, 其 估计要 求有足够 的独 立同 分布 ( Independent and Ident ically Dis tributed, I. I. D) 样本, 这就需要 有效的 样本选取 方法. 从 已有文 献 来看, 主 要 分为 四 类: 固 定 的样 本 选取 策 略, 例如功率选择训练法( Power Select Training, PST) [ 15] , 相位和功率选择法[ 16] 等, 通过样本功率排 序, 只挑选功 率强的样本 估计 杂波 相关 矩阵, 如果 样本 中 存在 强目 标, 则存在强目标 污染% 问题; 奇异 样本检测 和剔除 方法, 强目标信号和孤 立干扰, 虽然通 常只出现 在个别 距离单元, 但对权矢量 计算的 扰动却是 很明显 的. 通过 非均匀 检测 器 ( Non homogeneity Detector, NHD) [ 17] ( 如利 用广义内积( Generalized Inner Product, GIP) [ 18] ) 挑选样本

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