阵列成像雷达幅相误差一致性校正方法研究

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20151800047硕士学位论文学生类别：全日制专业型硕士研究生学位类别：工程硕士领域名称：电子与通信工程论文题目：阵列成像雷达幅相误差一致性校正方法研究英文题目：ResearchonAmplitude/PhaseErrorsCalibrationforArrayImagingRadar学生姓名：杨光导师姓名：黄平平教授张振华研究员二○一八年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要阵列成像雷达系统属于多通道雷达系统，利用其进行成像处理时，可以得到比单通道雷达系统更为优越的性能。但是，实际应用中的阵列成像雷达系统在其组成上不

2、可能保证多个通道中使用的物料性能、组装工艺、传输线长短和阵元参数等完全一致，导致阵列成像雷达系统多通道之间不可避免的存在幅度和相位不匹配的问题，主要影响着雷达的成像性能和图像质量，长期以来这个问题成为阵列成像雷达系统实际应用中获得理论上高质量成像的一个瓶颈问题。本文对阵列成像雷达系统多通道之间存在的幅度和相位误差展开研究，以其解决一些现实问题。主要研究工作包括：首先，针对阵列成像雷达系统中幅相误差来源复杂的问题，分析了阵列成像雷达系统存在幅相误差的主要来源，根据误差来源不同，将其分为传输通道特性不一致和阵元特性不一致，建立了包含幅相误差的阵列成像信号模型，通过

3、理论和仿真分析了幅相误差对图像质量和成像性能的影响。其次，针对传输通道特性不一致导致的幅相误差问题，基于FPGA-TDC高精度时间测量的技术，研究了一种新的幅相误差校正方法。该方法利用FPGA-TDC可以实现高精度时间间隔测量的原理，搭建了高精度延时测量平台，避免了传统测量方法需要多次标定的问题，为阵列成像雷达系统误差估计提供了一种内定标方法，并通过理论分析和仿真实验对该方法进行了验证。最后，针对阵元特性不一致导致的幅相误差问题，研究了一种基于多特显点的幅相误差校正方法，该方法通过对回波数据进行分析处理来估计幅相误差，利用估计数据对回波信号进行误差补偿，考虑了

4、实际大场景成像中目标的相位历程空变问题，改进了大范围观测场景单特显点幅相误差校正精度不高的问题，通过理论分析和仿真实验验证了该误差校正方法的有效性。关键词：阵列成像雷达；幅相误差校正；高精度测量；多特显点I内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractThearrayimagingradarsystemisamulti-channelradarsystem,whenitisusedforimagingprocessing,canobtainsuperiorperformancecomparedwithsingle-channelradarsystem.Howeve

5、r,inpracticalapplications,thematerialproperties,assemblyprocess,transmissionlinelength,andarrayelementparametersusedinthemultiplechannelsofthearrayimagingradarsystem,thatcannotbecompletelyconsistent.Inevitably,thereisaproblemofamplitudeandphasemismatchbetweenmultiplechannelsofthearr

6、ayimagingradarsystem.Itmainlyaffectstheimagingperformanceandimagequalityofradars.Foralongtimethisproblemhasbecomeabottleneckinthetheoreticalhigh-qualityimagingofarrayimagingradarsystems.Inthethesis,theamplitudeandphaseerrorsbetweenmultiplechannelsofthearrayimagingradarwerestudiedtos

7、olvesomepracticalproblems.Themainresearchworkincludes:Firstly,forthecomplexsourceofamplitudeandphaseerrorsinarrayimagingradarsystems,themainsourcesofamplitudeandphaseerrorsinarrayimagingradarsystemsareanalyzed.Accordingtodifferentsourcesoferror,theyaredividedintoinconsistentcharacte

8、risticsoftransmissi