适用于复杂散射环境基于广义似然比检验的无源分布式雷达成像方法研究

近年来，以广播信号、电视信号、无线网络信号等为照射源的无源探测模式引起了雷达领域众多学者的关注，在这些机会照射源较为密集的城市及其周边地区，该探测模式更具应用价值。目前，已有的无源探测研究均基于自由空间的单次散射假设，不适用于复杂散射环境，如富含多径散射的城市区域。本项目研究适用于复杂散射环境的无源分布式雷达成像方法。基于波方程建立接收信号模型，该模型可描述电磁波在环境中的实际传播特性，并且考虑目标的散射统计特性和背景中杂波的统计特性。针对利用分布式孔径的无源探测模式，建立新接收信号模型。该模型选择某个接收单元作为基准，将其它所有接收单元处的回波信号用该基准单元的接收信号来描述，无需发射源波形信息。成像基于估计理论，被描述为目标位置(或包括速度)未知的广义似然比检验问题，由信噪比最大准则获得空间(和速度)可分辨的检验统计量，最终可由探测区域的检测统计量图像获得目标的位置(和速度)信息。

现有无源探测研究均基于自由空间的单次散射假设，不适用于复杂散射环境，如富含多径散射的城市区域。本项目研究适用于复杂散射环境的无源分布式雷达成像方法。首先基于波方程建立了接收信号模型，该模型可描述电磁波在环境中的实际传播特性，并且考虑目标的散射统计特性和背景中杂波的统计特性。然后针对利用分布式孔径的无源探测模式，建立了新的接收信号模型。该模型选择某个接收单元作为基准，将其它所有接收单元处的回波信号用该基准单元的接收信号来描述，无需发射源波形信息。进一步提出了基于估计理论的成像思路，并给出具体成像方法：将成像描述为目标位置(或包括速度)未知的广义似然比检验(GLRT)问题，由信噪比最大准则获得空间(和速度)可分辨的检验统计量，最终由探测区域的检测统计量图像获得目标的位置(和速度)信息。该项研究的优点包括：(1)适用于机会照射源较为密集的城市及其周边地区；(2)适用于合作照射源(发射源位置、波形信息已知)和非合作照射源(即发射源位置、波形信息未知)情形；(3)接收机不需要较好的方向性；(4)基于GLRT的成像方法适用于稀疏孔径、测量数据有限的成像问题，且可考虑目标、杂波和噪声的先验统计特性。