典型ISAR成像方法仿真研究.pdf

1、逆合成孔徑雷達(dá)(Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR)與合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar, SAR)成像原理相似,均利用大寬帶信號實(shí)現(xiàn)距離向高分辨率,利用雷達(dá)與目標(biāo)相對運(yùn)動(dòng)中不同散射點(diǎn)產(chǎn)生的不同多普勒差異實(shí)現(xiàn)方位向高分辨率,最終得到目標(biāo)的二維高分辨率成像結(jié)果。ISAR主要針對如飛機(jī)、彈道導(dǎo)彈、軌道衛(wèi)星等非合作空間目標(biāo)進(jìn)行成像,ISAR不同于光學(xué)成像,能夠在任何氣候、任

2、何時(shí)間進(jìn)行成像。除此外,ISAR通過處理接收到的目標(biāo)回波去反演目標(biāo)特征,從而實(shí)現(xiàn)重構(gòu)目標(biāo)中心分布,同時(shí)又能在窄帶下探測目標(biāo)位置、軌跡等額外信息,為目標(biāo)識別提供有力途徑。因此,ISAR成像技術(shù)在戰(zhàn)場偵察、防御,衛(wèi)星、天體觀測等有極其重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文主要對ISAR中以下幾方面進(jìn)行了詳細(xì)研究,包括:ISAR轉(zhuǎn)臺成像原理,寬帶雷達(dá)下目標(biāo)回波信號分析與處理,ISAR運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù),成像聚焦算法等,其中運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中的相位補(bǔ)償部分在本文中

3、重點(diǎn)進(jìn)行了介紹。除詳細(xì)推導(dǎo)了其理論原理與模型外,本文的工作重點(diǎn)是結(jié)合仿真與實(shí)測數(shù)據(jù),驗(yàn)證論文算法以及提出的改進(jìn)算法在工程應(yīng)用中的有效性。文章所涉及的核心內(nèi)容安排如下:
　　(1)在簡單介紹微波成像原理與目標(biāo)散射機(jī)理的基礎(chǔ)上、概述了ISAR成像基本概念、ISAR成像的應(yīng)用領(lǐng)域,當(dāng)前國內(nèi)外ISAR成像研究現(xiàn)狀及其研究的意義。
　　(2)構(gòu)建寬帶回波信號模型,進(jìn)而推導(dǎo)ISAR轉(zhuǎn)臺成像原理,分析了運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償對成像的必要性及如何實(shí)現(xiàn)方位

4、向聚焦。距離對齊中分析了基于全局能量準(zhǔn)則的對齊方法。
　　(3)著重就ISAR運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中的相位補(bǔ)償以及時(shí)頻成像技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析,并提出部分改進(jìn)算法,相位補(bǔ)償部分中基于離散多項(xiàng)式相位變換的自適應(yīng)聯(lián)合時(shí)頻補(bǔ)償,時(shí)頻成像部分中引入了諧波小波變換。并利用點(diǎn)目標(biāo)模型進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　(4)針對飛機(jī)目標(biāo)和彈道中段目標(biāo)進(jìn)行了成像算法研究與仿真,將前面章節(jié)提出的算法應(yīng)用至復(fù)雜真實(shí)的回波數(shù)據(jù),以驗(yàn)證算法在工程應(yīng)用上有效性,最后總結(jié)飛機(jī)與