艦載單-雙基地逆合成孔徑雷達(dá)空中目標(biāo)成像研究.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：TN958.3學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621.396.969.1密級：公開工學(xué)博士學(xué)位論文工學(xué)博士學(xué)位論文艦載單雙基地逆合成孔徑雷達(dá)空中目標(biāo)成像研究博士研究生:孫思博導(dǎo)師:袁業(yè)術(shù)教授副導(dǎo)師:姜義成教授申請學(xué)位:工學(xué)博士學(xué)科:信息與通信工程所在單位:電子與信息工程學(xué)院答辯日期:2017年3月授予學(xué)位單位:哈爾濱工業(yè)大學(xué)摘要‐I‐摘要逆合成孔徑雷達(dá)（ISAR）是一種全天候、全天時的遠(yuǎn)程探測手段，具有對運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行

2、成像的能力，被廣泛應(yīng)用于目標(biāo)跟蹤、目標(biāo)識別、機(jī)場監(jiān)視等場合。相比于傳統(tǒng)體制雷達(dá)，ISAR的高距離維分辨率源自其發(fā)射的寬帶信號，而高方位維分辨率則依賴于雷達(dá)與目標(biāo)間相對運(yùn)動產(chǎn)生的多普勒效應(yīng)。艦載ISAR隨海浪做三維擺動，對于做平穩(wěn)飛行的空中目標(biāo)而言，其慢時間維回波存在高階相位項，進(jìn)而，傳統(tǒng)距離多普勒（RD）算法會產(chǎn)生散焦問題。因此，更加適應(yīng)于艦載ISAR回波信號的高階相位信號處理算法是提高艦載ISAR成像質(zhì)量的關(guān)鍵。在此基礎(chǔ)上，對于岸基艦

3、載雙基地ISAR成像，校正由時變的雙基地角引起的畸變問題；對于艦載ISAR三維成像，克服傳統(tǒng)干涉技術(shù)硬件設(shè)備復(fù)雜的缺點(diǎn)，也是兩個值得深入研究的方向。針對以上艦載ISAR研究領(lǐng)域所存在的問題，本論文做了深入理論分析和實驗研究。論文開展的主要工作可概括如下：1.分別建立了艦載單雙基地ISAR及其三維成像問題的研究模型，推導(dǎo)了回波信號形式，并根據(jù)回波特點(diǎn)進(jìn)行了相關(guān)問題的分析。對于艦載ISAR，利用艦船三維擺動模型分析其散焦問題，對比了現(xiàn)有的艦

4、載ISAR成像方法，指出了圖像質(zhì)量仍有進(jìn)一步提升的空間；對于雙基地ISAR，分析了其散焦問題與畸變問題的成因，給出了可忽略散焦問題或畸變問題的參數(shù)限制條件，得到了對于平穩(wěn)飛行目標(biāo)而言，散焦問題一般可以忽略（散焦項遠(yuǎn)小于雷達(dá)分辨單元），而畸變項則必須進(jìn)行消除（畸變項遠(yuǎn)大于雷達(dá)分辨單元）的結(jié)論；對于干涉ISAR，則從成像機(jī)理上，說明了其存在硬件設(shè)備復(fù)雜的缺點(diǎn)，探討了其高度維成像精度及無模糊區(qū)間大小的影響因素。2.提出了RCCD算法對艦載IS

5、AR慢時間維回波信號的高階相位項進(jìn)行估計與處理。該算法的核心是通過改進(jìn)CPF核函數(shù)并引入Radon變換來實現(xiàn)對初始調(diào)頻率與調(diào)頻變化率的同步估計，進(jìn)而避免了誤差積累。該算法采用了更加適用于真實艦載ISAR回波的幅度調(diào)制三階相位信號（AMCPS）模型，因而具有更高的散射點(diǎn)重構(gòu)精度。運(yùn)算量分析說明了該算法具有適中的運(yùn)算量；交叉項討論則證明了多分量信號產(chǎn)生的交叉項一般不會對信號自身項的檢測產(chǎn)生干擾；魯棒性分析則驗證了RCCD具有較高的抗噪聲性能