逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR, Inverse Synthetic Aperture Radar)是一種全天時(shí)、全天候、遠(yuǎn)距離的微波探測(cè)工具,在國(guó)土防御、空間探測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展及實(shí)際運(yùn)用的需要,對(duì)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(duì)高分辨二維和三維ISAR成像方法進(jìn)行了研究。 第一章介紹了本文的研究意義及背景,簡(jiǎn)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(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的ISAR成像算法及研究成果進(jìn)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(shí)的高階近似問(wèn)題。在一階距離徙動(dòng)校正的基礎(chǔ)上,提出了利用DCFT變換估計(jì)二次相位,根據(jù)目標(biāo)特顯點(diǎn)擬合空變的調(diào)頻率,然后對(duì)不同的距離單元分別進(jìn)行相位補(bǔ)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(duì)方位觀測(cè)角度較大、目標(biāo)散射特性發(fā)生變化的回波模型進(jìn)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(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的處理驗(yàn)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(wèn)題。針對(duì)ISAR系統(tǒng)中方位采樣不均勻這一實(shí)際存在問(wèn)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(dá)式,通過(guò)分析稀疏情況下對(duì)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(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解�？紤]ISAR系統(tǒng)中回波信號(hào)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(duì)實(shí)測(cè)ISAR數(shù)據(jù),提出了稀疏孔徑ISAR成像處理的一般流程,通過(guò)仿真和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的處理對(duì)本章算法進(jìn)行了驗(yàn)證。 第五章研究了基于時(shí)頻分析的高速自旋目標(biāo)ISAR成像問(wèn)題。在雷達(dá)發(fā)射窄帶信號(hào)條件下,針對(duì)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(dá)回波模型,提出了在時(shí)頻域進(jìn)行相干的單距離多普勒干涉算法,采用相干曲線積分對(duì)目標(biāo)進(jìn)行聚焦,相對(duì)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(duì)算法性能的影響,最后討論了自旋速度誤差對(duì)算法的影響及相應(yīng)的精確估計(jì)方法。理論仿真和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的處理驗(yàn)證了本章算法的可行性。 第六章討論了基于步進(jìn)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(duì)高速自旋目標(biāo)進(jìn)行二維ISAR成像,然后結(jié)合CLEAN算法確定目標(biāo)散射點(diǎn)的個(gè)數(shù)及其極坐標(biāo)下的散射點(diǎn)位置,提取目標(biāo)散射點(diǎn),最后在多個(gè)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(shí)現(xiàn)三維ISAR成像。通過(guò)理論仿真驗(yàn)證了本章算法的可行性。 第七章研究了基于雷達(dá)和差波束的三維ISAR成像方法。在和差波束測(cè)角雷達(dá)的基礎(chǔ)上,增大發(fā)射信號(hào)帶寬。首先利用多通道聯(lián)合運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法對(duì)目標(biāo)平動(dòng)及初始相位誤差進(jìn)行校正,其次采用ISAR成像技術(shù)得到多個(gè)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(diǎn),再次利用比幅或者比相技術(shù)對(duì)單個(gè)通道ISAR像進(jìn)行定標(biāo)。最后通過(guò)多通道融合得到目標(biāo)的三維像。理論仿真和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的處理驗(yàn)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(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：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(dá)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(xiàn)20-26
• 第二章 ISAR成像基本方法26-38
• §2.1 引言26
• §2.2 雷達(dá)成像基本理論26-28
• §2.3 雷達(dá)成像技術(shù)概述28-33
• §2.4 本章小節(jié)33
• 本章參考文獻(xiàn)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(dòng)校正的超寬帶ISAR成像42-44
• §3.4 仿真與實(shí)測(cè)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(xiàn)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(dá)成像的初步運(yùn)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(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析67-71
• §4.5 本章小節(jié)71
• 本章參考文獻(xiàn)71-74
• 第五章 基于時(shí)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(hào)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(xiàn)86-88
• 第六章 基于步進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(xiàn)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(dá)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(shí)測(cè)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(xiàn)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(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張龍;單/雙基ISAR高分辨成像算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 杜充;艦船尾跡建模與其相關(guān)電磁方法研究[D];電子科技大學(xué);2013年

【參文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 保錚,鄧文彪,楊軍;ISAR成像處理中的一種運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法[J];電子學(xué)報(bào);1992年06期

2 王根原;保錚;;逆合成孔徑雷達(dá)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中包絡(luò)對(duì)齊的新方法[J];電子學(xué)報(bào);1998年06期

3 保錚，王根原，羅琳;逆合成孔徑雷達(dá)的距離─瞬時(shí)多普勒成像方法[J];電子學(xué)報(bào);1998年12期

4 王根原,保錚;一種基于自適應(yīng)Chirplet分解的逆合成孔徑雷達(dá)成像方法[J];電子學(xué)報(bào);1999年03期

5 邢孟道,保錚,鄭義明;用整體最優(yōu)準(zhǔn)則實(shí)現(xiàn)ISAR成像的包絡(luò)對(duì)齊[J];電子學(xué)報(bào);2001年S1期

6 邢孟道,保錚;基于運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)的SAR成像[J];電子學(xué)報(bào);2001年S1期

7 保錚，葉煒;ISAR運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償聚焦方法的改進(jìn)[J];電子學(xué)報(bào);1996年09期

8 毛引芳,吳一戎,張永軍,陳宗騭;以散射質(zhì)心為基準(zhǔn)的ISAR成象的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償[J];電子科學(xué)學(xué)刊;1992年05期

9 王琨,羅琳;ISAR成象中包絡(luò)對(duì)齊的幅度相關(guān)全局最優(yōu)法[J];電子科學(xué)學(xué)刊;1998年03期

10 張群,馬長(zhǎng)征,張濤,張守宏;干涉式逆合成孔徑雷達(dá)三維成像技術(shù)研究[J];電子與信息學(xué)報(bào);2001年09期