SAR/GMTI-概述及常用抑制杂波方法DPCA

这里先简单了解一下SAR/GMTI与DPCA

合成孔径雷达地面运动目标检测(SAR-GMTI)技术综合了高分辨对地观测和运动目标检测、测速定位能力,具有重要的军事和民用价值。SAR借助平台运动增加方位带宽以实现对地面静止目标高分辨成像,然而静止目标对GMTI而言就是杂波,杂波抑制后才可以提取动目标信号及其运动参数和位置信息。但由于SAR-GMTI 雷达安装在机载或星载平台上，平台自身的运动将导致杂波频谱的展宽，在低副瓣条件下可以采取带外检测法进行动目标检测，但是对频谱位于主瓣附近的目标，常常会淹没在强杂波中，而无法被检测到。

有效抑制杂波主瓣是进行雷达动目标检测的重要前提，也曾是多年来国内外研究的热点问题。经典的杂波抑制方法有空时自适应处理（Space-Time Adaptive Processing，简称 STAP）方法，它通过对多通道接收信号进行空时两维加权滤波，使主瓣变窄从而实现杂波主瓣的抑制，并使动目标的信号得到凸显易于检测。另外一种经典的方法是天线相位中心偏置（Displaced Phase Center Antenna，简称DPCA）技术，作为 STAP 方法的一种特例，原理与之类似，但是由于方法的简单性和可靠性，被广泛应用与通道数较少情况下的 SAR-GMTI 处理。常规 DPCA方法首先将由距离和方位两维匹配滤波生成的多通道 SAR 图像作配准操作，以确保满足 DPCA 条件，然后进行通道间杂波对消，杂波抑制后动目标将会得到保留。然而，考虑到在 SAR 回波信号中动目标存在多普勒中心偏移，如果偏移量较大，它的频谱可能会进入副瓣区域，此时需要对其进行单独处理，补偿其对应的多普勒中心，然后再成像，否则它在方位压缩时是失配的。这也说明这种简单的基于DPCA 的匹配滤波后图像域的 SAR-GMTI 方法主要是用于检测主瓣附近的动目标的。上述方法都是基于理想通道特性的假设，在实际系统中通道间存在各种误差，实现通道间的杂波的有效抑制是 SAR-GMTI 得以广泛应用所亟待解决的问题。

简单而常用的方法是天线相位中心偏置(DPCA)技术，DPCA 技术将几个通道沿着平台运动方向排列，从理论上来说，若前后天线的等效相位中心依次通过同一位置的时间间隔恰为脉冲重复周（PRI）的整数倍，那么 SAR 成像后前后通道回波中的静止杂波将被对消掉。然后在 SAR 对消图像上进行基于幅度的检测，可以直接获得动目标的模糊后的位置信息，速度信息可以从差图像干涉相位中求得，并完成对目标重新定位。DPCA 实现杂波对消的前提是通道间幅相的一致性，否则静止杂波不会在差信号中被对消掉，干涉相位也不会正确反映运动目标速度信息。失配误差包括由平台运动误差导致的通道间基线的变化，天线方向图差异和频响差异。

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