逆合成孔徑雷達(dá)（Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR）成像系統(tǒng)的原理是根據(jù)目標(biāo)的電磁散射特性,將機(jī)動(dòng)目標(biāo)的組成部分體映射到一個(gè)二維的平面上,從而得到目標(biāo)的大體輪廓,同時(shí)呈現(xiàn)出目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。ISAR成像在目標(biāo)識(shí)別、辨別和分類等軍事應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。在這些應(yīng)用場(chǎng)景中,如何提高距離向和方位向的分辨率是ISAR成像算法的關(guān)鍵要求。然而當(dāng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)復(fù)雜時(shí),即目標(biāo)的平移運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為非勻速時(shí),傳統(tǒng)的ISAR成像算法將不再適用,圖像分辨率會(huì)嚴(yán)重下降,甚至失真�；诖�,該文提出了兩種基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)腎SAR自聚焦成像算法,并取得了良好的補(bǔ)償效果。文章的主要內(nèi)容如下:首先,建立了ISAR機(jī)動(dòng)目標(biāo)成像幾何模型,著重闡述了ISAR成像的基本概念,如一維距離向和方位向,以及多普勒效應(yīng),并介紹了距離多普勒成像算法。這些概念和原理作為下面章節(jié)的基礎(chǔ)依據(jù),支撐起該文所提方法的理論體系。其次,針對(duì)勻速大轉(zhuǎn)角高速機(jī)動(dòng)目標(biāo),利用keystone變換獲得了目標(biāo)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的距離徙動(dòng)補(bǔ)償（range cell migration compensation,RCMC）,但當(dāng)目標(biāo)... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

單基站ISAR—目標(biāo)幾何結(jié)構(gòu)

達(dá)信號(hào)發(fā)送到目標(biāo)并從中接收回波信號(hào)，由于接收信號(hào)的時(shí)間延遲，可將測(cè)距。倘若目標(biāo)正在移動(dòng)，則接收信號(hào)的頻率將從發(fā)送信號(hào)的頻率基礎(chǔ)上，這被稱為多普勒效應(yīng)。進(jìn)一步來講，多普勒頻移由運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的徑向速度向上的速度分量確定。接收機(jī)對(duì)回波信號(hào)處理后，這一徑向速度引入的多使得回波中產(chǎn)生錯(cuò)誤的目標(biāo)距離信息。特別對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)，ISAR 圖散射點(diǎn)可能會(huì)占據(jù)多個(gè)分辨率單元，從而表現(xiàn)出目標(biāo)圖像的模糊、散焦與外，目標(biāo)方位向的錯(cuò)誤定標(biāo)也可能是由散射波中的相位誤差造成的。般情況下，首先對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，然后在頻域中測(cè)量多普勒頻葉頻譜中，峰值分量表示由目標(biāo)的徑向速度引起的多普勒頻移。為了準(zhǔn)確接收信號(hào)中的相位信息，雷達(dá)發(fā)射機(jī)必須由高度穩(wěn)定的頻率源驅(qū)動(dòng)，這樣保持相位相干性。 2-2 為雷達(dá)—目標(biāo)幾何結(jié)構(gòu)。在雷達(dá)觀測(cè)的時(shí)間內(nèi)，假設(shè)將目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)中心中心，同時(shí)也看作目標(biāo)坐標(biāo)系 xOy 的原點(diǎn)，設(shè)目標(biāo)任意一點(diǎn) P ( x,y)包含平轉(zhuǎn)動(dòng)分量。

因此回波需要精細(xì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，使多普勒頻率在各距離單元之間保持恒定，這稱之為多普勒跟蹤。一般而言，利用多普勒跟蹤對(duì)剩余平動(dòng)造成的相位誤差進(jìn)行補(bǔ)償。綜上分析，距離跟蹤使每個(gè)散射點(diǎn)的距離像對(duì)齊，多普勒跟蹤實(shí)現(xiàn)了多普勒頻移的非時(shí)變。2.4.2 轉(zhuǎn)動(dòng)補(bǔ)償由前面所述，ISAR 圖像的距離分辨率取決于雷達(dá)發(fā)射信號(hào)的帶寬，方位向分辨率取決于雷達(dá)照射時(shí)間內(nèi)目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)視線轉(zhuǎn)過的角度。實(shí)際上，目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)視線方向轉(zhuǎn)動(dòng)的小角度足以形成距離多普勒 ISAR 圖像。然而，當(dāng)目標(biāo)的轉(zhuǎn)角在雷達(dá)系統(tǒng)的相干處理間隔內(nèi)較大時(shí)，基于傅立葉變換的成像算法所得到的 ISAR 圖像中會(huì)產(chǎn)生模糊和失真，因此必須對(duì)回波進(jìn)行相位補(bǔ)償。轉(zhuǎn)動(dòng)分量也會(huì)造成越距離單元徙動(dòng)，同樣需要進(jìn)行距離徙動(dòng)校正，下面討論關(guān)于轉(zhuǎn)動(dòng)分量對(duì)于雷達(dá)回波信號(hào)的影響。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于相位恢復(fù)算法的ISAR自聚焦成像[D]. 夏賽雪.燕山大學(xué) 2017
[2]超寬帶FMCW雷達(dá)高分辨成像技術(shù)研究[D]. 靳科.解放軍信息工程大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3616881