發(fā)布時間：2020-04-10 04:40

【摘要】：隨著臨近空間飛艇技術的快速發(fā)展,發(fā)展艇載海洋監(jiān)視雷達具有重要意義。由于飛艇常處于“準懸�！睜顟B(tài),巡航時的速度通常也較慢,適合于采用逆合成孔徑雷達(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)技術對艦船等目標進行成像。由此,本文提出了一種適合于臨近空間艇載雷達的工作模式—圓掃ISAR模式,該模式可充分發(fā)揮臨近空間飛艇覆蓋范圍大、可較長時間進行“凝視”觀測的優(yōu)點,能在較短的時間內(nèi)獲得所關注的大面積區(qū)域內(nèi)多個目標的ISAR圖像。針對目前國內(nèi)外還沒有公開的臨近空間艇載雷達實測數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀,研究了臨近空間艇載ISAR的參數(shù)設計、回波模擬等問題。為使所模擬的回波接近真實情況,研究了海雜波的模擬方法,在艦船的運動模型方面采用的是三維余弦轉(zhuǎn)動模型。在上述內(nèi)容的基礎上,研究了臨近空間艇載ISAR的成像方法。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)的RD成像方法在天線旋轉(zhuǎn)速度較慢時仍可取得較好的成像效果,但在天線旋轉(zhuǎn)速度較快時成像質(zhì)量差。這主要是由于天線的快速旋轉(zhuǎn)使得成像積累時間短,從而造成目標的方位分辨率低。為此,研究了基于壓縮感知的艇載圓掃ISAR超分辨率成像方法。首先研究了均勻轉(zhuǎn)速條件下的壓縮感知信號模型及成像算法,可適用于成像積累時間非常短的情況。當成像積累時間的長度超過了均勻轉(zhuǎn)速模型的適用條件時,上述模型及算法的成像質(zhì)量不佳。為此,又研究了非均勻轉(zhuǎn)速條件下的壓縮感知信號模型及成像算法。由于圓掃ISAR模式下積累時間通常不長,為此在建立非均勻轉(zhuǎn)速條件下的壓縮感知信號模型時采用了勻加速轉(zhuǎn)動的假設。針對臨近空間艇載ISAR的參數(shù)設計、回波模擬、目標成像等問題,分別開展了相關的仿真實驗。仿真結果驗證了RD算法可應用于天線旋轉(zhuǎn)速度較慢的情況,還驗證了當天線旋轉(zhuǎn)速度較快時采用基于壓縮感知的成像算法能取得較好的成像質(zhì)量。當天線旋轉(zhuǎn)速度特別快時,可采用均勻轉(zhuǎn)速條件下的壓縮感知信號模型及成像算法,算法簡單,處理效率更高。當成像積累時間長度超過均勻轉(zhuǎn)速模型的適用條件時,應采用非均勻轉(zhuǎn)速條件下的壓縮感知信號模型及成像算法。
【圖文】：

圖(c) 對第 3 只船進行 ISAR 成像 圖(d) 對第 4 只船進行 ISAR 成像圖 1-2 圓掃 ISAR 對多個目標依次成像示意圖Figure 1-2 Schematic diagram of imaging multiple targets using circular scanning ISAR1.2 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 艇載圓掃 ISAR 參數(shù)設計研究現(xiàn)狀飛艇是一種有動力控制的浮空器，功能強大，用途廣泛。美國、加拿大的一些研機構已開展機載圓掃 ISAR 的飛行試驗，，而國內(nèi)的研究還非常少。由于臨近空間飛艇術尚在設計驗證階段，還沒有完全成熟，所以臨近空間飛艇 ISAR 系統(tǒng)參數(shù)很難得到現(xiàn)有的雷達參數(shù)之間的相互制約關系等都已相對較成熟，可通過這些相互制約關系求需要的雷達參數(shù)。然而，天線轉(zhuǎn)速的確定在雷達參數(shù)設計理論中還沒有現(xiàn)成的公式可借鑒，因此需要根據(jù)艇載圓掃 ISAR 的特點設計出相應的計算公式。

圖 2-2 X 波段斑馬圖Figure 2-2 X band zebra看出對于臨近空間的高度，星下點及位設計，本文設計了四個波位供用戶表 2-3 波位設計Table 2-3 Design of Beam Model端入角（o）PRF(Hz) 距離模糊度(dB)方位模糊度(dB)44.3 500 -109.5 -82.8 51.1 510 -87.1 -85.9 57.8 500 -101.3 -84.3 64.8 480 -94.7 -87.4 波位的設計，包含波位及對應的模
【學位授予單位】：中國石油大學(華東)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN957.52;E91

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