多分量線性調(diào)頻信號(hào)分析與ISAR成像.pdf

1、逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR)能夠全天時(shí)，全天候、遠(yuǎn)距離獲得非合作運(yùn)動(dòng)目標(biāo)(如飛機(jī)、艦船、衛(wèi)星等)的精細(xì)圖像，具有重要的軍用和民用價(jià)值，因此受到了廣泛重視并得到了迅速的發(fā)展，而ISAR研究對(duì)象也已經(jīng)從最初的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)擴(kuò)展到各種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，這些復(fù)雜運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的回波信號(hào)通常是非平穩(wěn)的，很多情況下可以近似為多分量線性調(diào)頻信號(hào)。此時(shí)傳統(tǒng)的RD算法已不再適用，必須針對(duì)目標(biāo)回波特點(diǎn)，采用合適的時(shí)頻分析方法，獲得目標(biāo)各散射點(diǎn)正確的時(shí)頻結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)行成像

2、處理。本文圍繞ISAR中出現(xiàn)的幾類多分量線性調(diào)頻信號(hào)，主要研究了高速目標(biāo)、機(jī)動(dòng)目標(biāo)和多運(yùn)動(dòng)目標(biāo)ISAR成像。 目標(biāo)的高速運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致距離色散現(xiàn)象，產(chǎn)生目標(biāo)距離像的畸變和ISAR成像的散焦，本文針對(duì)高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波是調(diào)頻斜率相同的多分量LFM信號(hào)的特點(diǎn)，提出了瞬時(shí)距離像的概念，利用短時(shí)傅立葉變換(STFT)和最小熵準(zhǔn)則消除了高速運(yùn)動(dòng)的距離色散效應(yīng)，通過瞬時(shí)距離－多普勒成像處理獲得了清晰的ISAR圖像。 在飛機(jī)一類惰性較大的目

3、標(biāo)作機(jī)動(dòng)飛行時(shí)，在ISAR成像的短時(shí)間內(nèi)，同一距離單元的回波可近似看成多分量線性調(diào)頻信號(hào)的疊加，且調(diào)頻斜率各不相同。本文先利用局域波分解方法將每個(gè)距離單元的回波分解為若干個(gè)線性調(diào)頻信號(hào)，然后再進(jìn)行Wigner-Ville變換(WVT)，獲取目標(biāo)的瞬時(shí)多普勒譜，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的二維成像。該處理方法不僅避免了WVT交叉干擾項(xiàng)的產(chǎn)生，而且在保持WVT的高時(shí)頻分辨能力的同時(shí)減少了計(jì)算量。 當(dāng)多個(gè)目標(biāo)位于同一波束內(nèi)且在距離上無法分辨時(shí)，采用

4、單目標(biāo)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法難以使多個(gè)目標(biāo)同時(shí)聚焦，成像質(zhì)量較差。由于在較短的成像時(shí)間內(nèi)，各目標(biāo)同一脈內(nèi)采樣點(diǎn)回波近似為調(diào)頻斜率相同的多分量LFM的疊加，不同目標(biāo)對(duì)應(yīng)的調(diào)頻斜率不同，基于以上特點(diǎn)，本文提出兩種方法進(jìn)行回波分離：基于重排的SPWVD(RSPWVD)和Hough變換估計(jì)各目標(biāo)回波參數(shù)，進(jìn)行回波分離：利用局域波分解方法直接將多目標(biāo)回波分解成各單目標(biāo)回波信號(hào)的組合，最后對(duì)各個(gè)單目標(biāo)回波進(jìn)行ISAR成像，獲得了各目標(biāo)清晰的二維圖像。