逆合成孔徑雷達(ISAR, Inverse Synthetic Aperture Radar)是一種全天時、全天候、遠距離的微波探測工具,在國土防御、空間探測等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展及實際運用的需要,對ISAR成像技術(shù)的研究也在不斷深入。本論文以二維成像至三維成像為主要發(fā)展路線,對高分辨二維和三維ISAR成像方法進行了研究。 第一章介紹了本文的研究意義及背景,簡要描述了ISAR成像的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀。 第二章介紹了高分辨ISAR成像的基本原理,對國內(nèi)外現(xiàn)有的ISAR成像算法及研究成果進行了概述。 第三章討論了超寬帶ISAR成像方法。從理論上分析了超寬帶ISAR成像時的高階近似問題。在一階距離徙動校正的基礎(chǔ)上,提出了利用DCFT變換估計二次相位,根據(jù)目標(biāo)特顯點擬合空變的調(diào)頻率,然后對不同的距離單元分別進行相位補償,方位FFT后,從而得到聚焦良好的二維高分辨ISAR像。本章最后對方位觀測角度較大、目標(biāo)散射特性發(fā)生變化的回波模型進行了初步討論,提出了基于散射模型的目標(biāo)分類方法。理論仿真和實測數(shù)據(jù)的處理驗證了本章算法的有效性和可行性。 第四章討論了稀疏ISAR成像問題。針對ISAR系統(tǒng)中方位采樣不均勻這一實際存在問題,構(gòu)造了方位稀疏孔徑下的ISAR成像模型,建立稀疏表征域及基空間表達式,通過分析稀疏情況下對方位聚焦的影響,提出了方位聚焦求解函數(shù)和約束條件,借助已有的優(yōu)化算法對目標(biāo)函數(shù)進行求解�？紤]ISAR系統(tǒng)中回波信號非相參的影響,提出了基于柯西牛頓方法的多參數(shù)求解。針對實測ISAR數(shù)據(jù),提出了稀疏孔徑ISAR成像處理的一般流程,通過仿真和實測數(shù)據(jù)的處理對本章算法進行了驗證。 第五章研究了基于時頻分析的高速自旋目標(biāo)ISAR成像問題。在雷達發(fā)射窄帶信號條件下,針對空間碎片、導(dǎo)彈等高速自旋目標(biāo),介紹了自旋情況下的雷達回波模型,提出了在時頻域進行相干的單距離多普勒干涉算法,采用相干曲線積分對目標(biāo)進行聚焦,相對傳統(tǒng)的單距離多普勒干涉算法在圖像分辨率方面有較大提高。然后分析了噪聲及多普勒模糊對算法性能的影響,最后討論了自旋速度誤差對算法的影響及相應(yīng)的精確估計方法。理論仿真和實測數(shù)據(jù)的處理驗證了本章算法的可行性。 第六章討論了基于步進頻率的自旋目標(biāo)三維ISAR成像。首先在窄帶子脈沖內(nèi)部利用單距離匹配濾波算法對高速自旋目標(biāo)進行二維ISAR成像,然后結(jié)合CLEAN算法確定目標(biāo)散射點的個數(shù)及其極坐標(biāo)下的散射點位置,提取目標(biāo)散射點,最后在多個子脈沖二維像之間利用頻帶合成技術(shù)提高距離分辨率,從而實現(xiàn)三維ISAR成像。通過理論仿真驗證了本章算法的可行性。 第七章研究了基于雷達和差波束的三維ISAR成像方法。在和差波束測角雷達的基礎(chǔ)上,增大發(fā)射信號帶寬。首先利用多通道聯(lián)合運動補償方法對目標(biāo)平動及初始相位誤差進行校正,其次采用ISAR成像技術(shù)得到多個通道的距離多普勒像,去除背景干擾并提取有效目標(biāo)散射點,再次利用比幅或者比相技術(shù)對單個通道ISAR像進行定標(biāo)。最后通過多通道融合得到目標(biāo)的三維像。理論仿真和實測數(shù)據(jù)的處理驗證了算法的有效性。

【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TN957.52
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-26
• §1.1 逆合成孔徑雷達發(fā)展背景12-18
• §1.2 關(guān)鍵技術(shù)及研究意義18-19
• §1.3 論文內(nèi)容安排19-20
• 本章參考文獻20-26
• 第二章 ISAR成像基本方法26-38
• §2.1 引言26
• §2.2 雷達成像基本理論26-28
• §2.3 雷達成像技術(shù)概述28-33
• §2.4 本章小節(jié)33
• 本章參考文獻33-38
• 第三章 超寬帶ISAR成像38-56
• §3.1 引言38-39
• §3.2 超寬帶ISAR成像模型與基本理論39-42
• §3.3 基于距離徙動校正的超寬帶ISAR成像42-44
• §3.4 仿真與實測數(shù)據(jù)分析44-49
• §3.5 方位大轉(zhuǎn)角成像分析49-52
• §3.6 本章小節(jié)52
• 本章參考文獻52-56
• 第四章 基于優(yōu)化理論的稀疏ISAR成像56-74
• §4.1 引言56-57
• §4.2 優(yōu)化理論在雷達成像的初步運用57-62
• §4.3 基于優(yōu)化理論的稀疏孔徑ISAR成像62-67
• §4.4 仿真及實測數(shù)據(jù)分析67-71
• §4.5 本章小節(jié)71
• 本章參考文獻71-74
• 第五章 基于時頻分析的高速自旋目標(biāo)ISAR成像74-88
• §5.1 引言74-75
• §5.2 高速自旋目標(biāo)信號模型75-77
• §5.3 自旋目標(biāo)成像算法77-80
• §5.4 自旋目標(biāo)成像性能分析80-86
• §5.5 本章小節(jié)86
• 本章參考文獻86-88
• 第六章 基于步進頻率的旋轉(zhuǎn)目標(biāo)三維ISAR成像88-98
• §6.1 引言88-89
• §6.2 窄帶步進頻率高速自旋目標(biāo)模型89-90
• §6.3 高速自旋目標(biāo)的步進頻率ISAR三維成像90-92
• §6.4 仿真分析92-95
• §6.5 本章小節(jié)95
• 本章參考文獻95-98
• 第七章 基于和差波束的三維ISAR成像98-114
• §7.1 引言98-99
• §7.2 和差波束雷達成像基本理論99-101
• §7.3 和差波束三維ISAR成像算法101-108
• §7.4 實測與仿真數(shù)據(jù)的分析及處理108-111
• §7.5 本章小節(jié)111
• 本章參考文獻111-114
• 第八章 總結(jié)與展望114-118
• §8.1 論文內(nèi)容總結(jié)114-115
• §8.2 工作展望115-118
• 致謝118-120
• 作者在讀期間的研究成果120-122

【引證文獻】

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1 齊聰慧;趙志欽;徐晶;張海;;復(fù)雜場景下基于壓縮感知的目標(biāo)電磁散射與成像[J];強激光與粒子束;2014年07期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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【參文獻】

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