高分辨ISAR成像及三維成像方法研究.pdf

1、逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR)是將雷達(dá)固定而對(duì)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)如導(dǎo)彈、衛(wèi)星、天體、飛機(jī)、艦船等進(jìn)行成像。逆合成孔徑雷達(dá)實(shí)時(shí)性強(qiáng)，測(cè)量信息豐富，可以主動(dòng)地，全天候地對(duì)空間目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別，具有許多常規(guī)雷達(dá)無(wú)法具備的突出優(yōu)點(diǎn)，代表了空間目標(biāo)雷達(dá)探測(cè)發(fā)展的重要方向。隨著ISAR成像技術(shù)的發(fā)展，對(duì)成像的分辨力的要求越來(lái)越高，同時(shí)在傳統(tǒng)二維成像的基礎(chǔ)上，為獲得目標(biāo)更多的信息，三維ISAR成像技術(shù)也成為熱點(diǎn)之一。本文緊跟ISAR成像的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)高分辨IS

2、AR成像及三維成像方法作了較為深入的研究。 本論文主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下： 1．分析ISAR成像的基本原理，推導(dǎo)了ISAR成像系統(tǒng)信號(hào)處理的數(shù)學(xué)模型，為ISAR成像的算法研究提供理論基礎(chǔ)。 2．在距離向補(bǔ)償算法方面，研究了基準(zhǔn)回波相關(guān)法，基于最小熵的二次包絡(luò)對(duì)齊法，并提出了基于超分辨頻率估計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)距離走動(dòng)亞像素級(jí)估計(jì)的方法。其中亞像素級(jí)的方法能獲得最優(yōu)的距離補(bǔ)償精度，但運(yùn)算量較大。 3．在方位向補(bǔ)償算法方

3、面，研究了基于離散調(diào)頻傅立葉變換(DCFT)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法，基于全局最優(yōu)搜索的參數(shù)估計(jì)補(bǔ)償方法，基于相鄰PRI相位差估計(jì)的補(bǔ)償方法。后兩種方法都能實(shí)現(xiàn)對(duì)非線性信號(hào)的補(bǔ)償，而相鄰PRI相位差估計(jì)的補(bǔ)償方法具有運(yùn)算量較小的優(yōu)勢(shì)。 4．研究MUSIC算法，ARMA算法和ESPRIT算法在ISAR方位成像方面的應(yīng)用，有效地降低了ISAR實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的旁瓣和噪聲?；陔x散線性系統(tǒng)模型的ARMA算法成像效果劣于基于單頻信號(hào)線性組合

4、模型的MUSIC算法，ESPRIT算法采用諧波估計(jì)技術(shù)可以獲得更為豐富的目標(biāo)細(xì)節(jié)信息。 5．提出一種自旋目標(biāo)三維成像的方法。建立了自旋運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的三維回波模型，運(yùn)用后向投影算法對(duì)自旋目標(biāo)進(jìn)行三維重構(gòu)，并推導(dǎo)了自旋目標(biāo)三維點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)，分析說(shuō)明了其方位向是類辛格函數(shù)和第一類貝塞爾函數(shù)的乘積，這導(dǎo)致了自旋目標(biāo)方位向分辨率降低。 6．提出一種基于距離歷史估計(jì)的多目標(biāo)成像方法。通過(guò)以圖像熵為判決準(zhǔn)則的距離向走動(dòng)補(bǔ)償方法，根據(jù)目標(biāo)間的