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OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,正交频分复用)技术以其良好的抗频率选择性衰落性能广泛用于高速无线通信领域。由于雷达、通信系统的相似性,及OFDM信号良好的波形多样性、抗衰落能力、通信潜力和易于数字化处理等优点,近年来,OFDM雷达作为一种新体制雷达逐渐兴起。本文针对OFDM合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar,SAR)背景,研究其信号特性和成像处理相关问题。 第一章阐述了课题的研究背景和意义,归纳了OFDM雷达的研究现状,尤其是SAR成像方面的研究,分析了目前各个研究方向及存在的问题,介绍了论文的研究工作。 第二章首先基于SAR系统成像场景模型,结合OFDM信号形式,推导了OFDM信号的广义模糊函数(GeneralizedAmbiguityFunction,GAF)一般形式,并对广义类chirp编码OFDM信号(P3-OFDM、P4-OFDM)、多载频相位编码OFDM信号(Multi-CarrierPhaseCodedOFDM,MCPC-OFDM)、混沌相位编码OFDM信号(PC-OFDM)、二进制移相键控OFDM信号(BPSK-OFDM)和正交幅度调制OFDM信号(QAM-OFDM)的GAF进行了仿真。实验结果表明,不同编码类型能极大地影响OFDMSAR的GAF分辨特性。 第三章首先基于循环前缀(CyclicPrefix,CP)的OFDM信号,建立了CP-OFDMSAR回波信号模型,提出了一种基于参数估计的无距离单元间串扰(InterRangeCellInterference-free,IRCI-free)的SAR成像方法,并推导了散射中心强度估计的Cramer-Rao下限。该方法在估计精度方面优于现有方法,在低信噪比情形下优势尤为明显。 第四章针对传统SAR系统高方位分辨率和宽测绘带之间的矛盾,在匹配滤波成像算法的框架下,提出了一套系统的雷达信号设计方案,使得设计出来的雷达信号能最大程度上抑制距离模糊。由于OFDM信号的波形多样性,根据雷达信号设计要求,提出了一种新的OFDM随机编码雷达信号形式,该信号与经典的解决距离模糊的上下线性调频(up-/down-chirps)信号相比,成像算法相似,但易于数字化处理,不模糊测绘带更宽,距离模糊抑制能力更强,能够对模糊的扩展目标进行高质量的SAR成像。 第五章总结了论文的研究成果,指出需要进一步研究的问题。