影响SAR—GMTI系统性能的各种误差因素及校正方法分析

多通道地面运动目标检测的性能取决于通道间的相干性，多种误差的存在势必对其造成影响。分析了各种误差因素对SAR-GMTI系统的影响以及相应的误差校正方法，通过实测数据验证了分析的正确性和方法的有效性。

【关键词】地面动目标检测 通道误差 误差校正

1 引言

无人机系统的SAR-GMTI工作模式可在场景成像的同时监视运动目标，并显著改善对远程低空和地面慢速运动目标的探测性能，能够对战场态势进行早期预警，对战争的成败起着至关重要的作用。

对于实际的多通道SAR-GMTI系统，误差的存在是不可避免的。天线方向图不一致、天线相位中心间距的误差、通道特性不一致等因素均会导致通道间杂波对消剩余增加、动目标检测概率降低、动目标定位误差增大等结果，直接影响SAR-GMTI系统的性能。

常规的SAR-GMTI方法主要有相位中心偏置天线技术（DPCA）、空时自适应处理技术和沿迹干涉技术（ATI）等，如果在杂波对消时采用了自适应的处理技术，是可以在一定程度上抵消一部分误差的影响，但并不能完全消除所有误差。文[8]提出了一种对图像配准误差稳健的地面运动目标检测方法，但在存在空域误差情况下，该方法的性能将下降。文[9]提出了一种基于多通道SAR-GMTI系统通道均衡技术，但在存在基线测量误差情况下，该方法的定位精度将下降，因此需要对影响SAR-GMTI系统性能的所有误差均进行校正。本文详细分析了影响SAR-GMTI系统性能的各种误差因素，并给出了相应的误差估计和校正方法，最后通过实测数据验证了分析的正确性和方法的有效性。

2 影响SAR-GMTI的误差因素

2.1 带内频率响应误差

带内误差指接收机的频率响应误差，在雷达接收机中，含有滤波器、放大器、混频器等子设备，其中任意一种子设备的误差均会导致接收机的频率响应误差，导致系统处理的回波信号与理想的回波信号之间存在偏差。

带内频率响应误差的存在主要影响距离向线性调频函数脉压的结果，可能会造成回波间相干系数的下降，影响动目标检测性能。该误差可以通过内定标的方法较容易的进行补偿，此文不做详细论述。

2.2 通道间幅度/相位误差

对于多通道GMTI系统，通道间的性能差异将导致通道间的频率响应误差，影响不同通道间回波数据的相干性，因此通道间的幅度/相位误差将直接影响GMTI的性能，且该误差在众多误差因素中是影响最大的，必须进行均衡处理。

4 仿真结果

利用某机载雷达四通道的SAR-GMTI实测数据对第三节的误差估计方法进行验证。其主要参数为，X波段，载机速度108m/s，作用距离30km，图1给出了误差校正前后通道1和通道2的对消残差图，仿真中使用的是杂波对消干涉（CSI）方法。图2给出了误差校正前、后动目标重新定位的结果图。从图中可以看出，不进行误差校正而直接进行杂波对消和动目标检测处理时，存在方位向散焦、杂波剩余增加、动目标检测概率降低、虚警概率增加、定位精度下降等现象。而对所有误差进行校正后，相应的性能有了很大提高，从图2（b）中可以看出，动目标大部分定位在了道路的附近。其中误差校正方法为上节介绍的方法，在实际应用中，可以将不同误差的校正过程合并以减少运算量，具体合并方法不在本文论述。

5 结论

实测数据分析表明，实际系统中各种误差因素的存在不可避免，且常规的多通道SAR-GMTI方法均不同程度的受误差的影响而降低动目标检测性能。对各种误差因素分别采用有效的方法进行校正后，系统性能可以得到很大提高。实测数据验证了方法的有效性。

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作者简介

刘颖（1979-），女。博士学位。现为南京电子技术研究所高级工程师，主要从事运动目标检测、SAR成像、天基预警等方面的研究。

作者单位

南京电子技术研究所 江苏省南京市 210039