【摘要】：本文以非合作運動目標的分布式雷達成像為對象,以空間譜理論為基礎(chǔ),通過綜合考慮分布式系統(tǒng)的空間展開特性、發(fā)射信號帶寬、目標相對運動對成像的作用及其相互關(guān)系,重點開展了以雙基地逆合成孔徑雷達(Bistatic Inverse Synthetic Aperture Radar, B-ISAR)為基本系統(tǒng)形式的運動目標分布式雷達成像技術(shù)研究,主要工作如下： 首先,針對分布式雷達成像的基本單元——B-ISAR的特殊幾何構(gòu)型,提出了基于運動分解的回波建模方法,所建立的回波模型能夠解析的表達B-ISAR成像結(jié)果的幾何畸變、二維定標因子與系統(tǒng)構(gòu)型及目標運動之間的關(guān)系,從而將成像的畸變校正和定標問題轉(zhuǎn)化成了參數(shù)估計問題。在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了一般條件下目標在三維空間中運動時B-ISAR的成像平面,并分析了距離-多普勒(Range-Doppler, RD)成像結(jié)果的幾何畸變與定標特征,為后續(xù)章節(jié)的研究打下了基礎(chǔ)。 其次,利用目標散射的稀疏先驗信息,研究了壓縮感知在運動目標分布式成像中的應(yīng)用,主要是兩個方面：1)針對B-ISAR的RD成像存在幾何畸變及二維無法直接定標的問題,提出了一種聯(lián)合幾何畸變校正及定標的B-ISAR稀疏成像算法；2)提出了一種基于T/R-R (transmitter/receiver-receiver)構(gòu)型的運動目標稀疏融合成像方法,以簡單的系統(tǒng)構(gòu)型在短的相干處理時間內(nèi)實現(xiàn)了運動目標的高分辨率稀疏成像。 第三,針對一般運動目標的高分辨率成像問題,提出了一種新的分布式成像構(gòu)型——多輸入單輸出ISAR (Multiple Input Single Output ISAR, MISO-ISAR),在獲得高分辨率的同時盡可能的簡化了系統(tǒng)復(fù)雜度、提高了系統(tǒng)的抗干擾能力、機動能力及生存能力,體現(xiàn)了高性能和可實用性的良好折中。 最后,在MISO-ISAR的基礎(chǔ)上,提出了基于運動接收機的三維成像方法,該方法利用一維的發(fā)射機陣列和運動的接收機,即可實現(xiàn)運動目標的三維成像,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單實用性較強。
[Abstract]:In this paper, the distributed radar imaging of non-cooperative moving targets is taken as the object. Based on the spatial spectrum theory, the spatial expansion characteristics of the distributed system, the bandwidth of the transmitted signal, the effect of the relative motion of the target on the imaging and their mutual relations are considered synthetically. The research of distributed radar imaging technology with bistatic inverse synthetic aperture radar (Bistatic Inverse Synthetic Aperture Radar, B-ISAR) as the basic system is emphasized. The main work is as follows: first of all, Aiming at the special geometric configuration of B-ISAR, the basic unit of distributed radar imaging, an echo modeling method based on motion decomposition is proposed. The echo model can represent the geometric distortion of B-ISAR imaging results analytically. The relation between the two-dimensional calibration factor and the system configuration and the target motion, so the distortion correction and calibration problem of the imaging is transformed into the parameter estimation problem. On this basis, the imaging plane of B-ISAR is derived under general conditions, and the geometric distortion and calibration characteristics of range Doppler (Range-Doppler, RD) imaging results are analyzed, which lays a foundation for the study of the following chapters. Secondly, using the sparse prior information of target scattering, the application of compression sensing in distributed imaging of moving target is studied. There are two aspects: 1) the problem of geometric distortion in RD imaging of B-ISAR and the problem that two-dimensional image can not be directly calibrated. A B-ISAR sparse imaging algorithm combining geometric distortion correction and calibration is proposed. A sparse fusion imaging method for moving objects based on T/R-R (transmitter/receiver-receiver) configuration is proposed. The high resolution sparse imaging of moving targets is realized in a short coherent processing time with a simple system configuration. Thirdly, a new distributed imaging configuration, multiple input single output (ISAR (Multiple Input Single Output ISAR, MISO-ISAR), is proposed to solve the problem of high resolution imaging of moving targets, which simplifies the system complexity as much as possible while obtaining high resolution. It improves the anti-jamming ability, maneuverability and survivability of the system, and embodies a good compromise between high performance and practicability. Finally, on the basis of MISO-ISAR, a 3D imaging method based on motion receiver is proposed. This method uses one-dimensional transmitter array and moving receiver to realize 3D imaging of moving object. The system structure is simple and practical.
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN957.52

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本文編號：2229213