艦船目標(biāo)ISAR成像中的轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)估計(jì).pdf

1、逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR)能夠?qū)︼w機(jī)、艦艇、天體等運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行全天時(shí)、全天候、遠(yuǎn)距離成像，在戰(zhàn)略防御、戰(zhàn)術(shù)武器、反衛(wèi)星偵察以及雷達(dá)天文學(xué)中都具有重要應(yīng)用價(jià)值。ISAR對(duì)艦船成像主要依靠艦船與雷達(dá)之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，由于艦船運(yùn)動(dòng)速度較慢，所以這種轉(zhuǎn)動(dòng)主要由艦船航行時(shí)在海浪作用下艦船自身搖擺（滾動(dòng)、俯仰、偏航）產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)組成。由于海情等級(jí)的多變與未知，使得艦船運(yùn)動(dòng)情況非常復(fù)雜，得到高質(zhì)量雷達(dá)圖像的難度很大。為此本文主要研究艦船轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)的估計(jì)，為

2、得到高質(zhì)量雷達(dá)圖像奠定基礎(chǔ)。
　　本文首先對(duì)艦船目標(biāo)的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行研究。建立艦船的運(yùn)動(dòng)模型是進(jìn)行研究的前提，但艦船運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性導(dǎo)致了艦船運(yùn)動(dòng)模型的建立非常困難。文中先確定艦船上散射點(diǎn)的初始位置，把艦船的轉(zhuǎn)動(dòng)近似成為正弦形式，然后在不考慮艦船其他運(yùn)動(dòng)的前提下，根據(jù)旋轉(zhuǎn)矩陣?yán)碚?，推?dǎo)了艦船上散射點(diǎn)其他時(shí)刻的位置，近似建立艦船目標(biāo)的散射點(diǎn)運(yùn)動(dòng)模型。另外還詳細(xì)闡述了一種經(jīng)典的ISAR成像算法——距離-多普勒(RD)算法，并對(duì)艦船成像的RD算法

3、進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo)。仿真包括了每一種轉(zhuǎn)動(dòng)單獨(dú)存在以及三種轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)存在時(shí)的情況，得到了較理想的成像結(jié)果。
　　其次研究了瞬時(shí)多普勒頻率的估計(jì)。在這部分中，先介紹了時(shí)頻分析的相關(guān)理論，并根據(jù)時(shí)頻分析理論介紹了瞬時(shí)多普勒成像的算法。接著分別利用了短時(shí)傅立葉變換(STFT)和威格納—威利分布(WVD)兩種時(shí)頻分析方法實(shí)現(xiàn)了仿真。在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)闡述了瞬時(shí)多普勒頻率的估計(jì)原理，并選擇了合適的時(shí)頻分析方法STFT實(shí)現(xiàn)了瞬時(shí)多普勒頻率估計(jì)的仿真。

4、
　　然后研究了艦船目標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)的估計(jì)。艦船轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)是在估計(jì)得到了瞬時(shí)多普勒頻率的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，利用瞬時(shí)多普勒頻率與艦船轉(zhuǎn)動(dòng)之間的關(guān)系，通過曲線擬合的方法可以估計(jì)出艦船的轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)。本文中把轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)分解為兩部分，先利用滾動(dòng)軸上散射點(diǎn)實(shí)現(xiàn)俯仰和偏航參數(shù)的估計(jì)，然后再分別利用俯仰軸和偏航軸上的散射點(diǎn)估計(jì)滾動(dòng)參數(shù)。同時(shí)對(duì)方法的可行性進(jìn)行了詳細(xì)的論證，并且分別實(shí)現(xiàn)了仿真。
　　最后對(duì)全文的工作進(jìn)行簡(jiǎn)單的總結(jié)，并且指出了有待進(jìn)一