艦載ISAR的成像研究.pdf

1、逆合成孔徑雷達(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)依靠發(fā)射寬頻帶信號實現(xiàn)距離向的高分辨,通過多普勒頻率分辨達到方位向的高分辨,從而實現(xiàn)二維上的高分辨。同時 ISAR能夠在任何時候、任何天氣對遠距離的各種運動的目標進行成像,使其在各個方面都具有重要的應(yīng)用價值。ISAR一般固定在地面上，其雷達平臺是穩(wěn)定的,但是近年來人們開始對艦載、車載等運動載體上 ISAR成像進行研究。
　　本文對飛機目標的

2、艦載ISAR成像進行了深入研究。艦船在海浪的影響下存在六種自由度的運動,而雷達固定在艦船上，所以雷達會跟隨船的運動發(fā)生相應(yīng)的運動。由于這種雷達平臺的不穩(wěn)定性,使得成像的結(jié)果受到很大的影響。
　　本文首先對轉(zhuǎn)臺成像模型進行了研究,推導(dǎo)了基于轉(zhuǎn)臺模型的距離-多普勒成像算法。假定目標只存在水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運動,建立了目標的空間散射點模型,推導(dǎo)了旋轉(zhuǎn)矩陣理論,并應(yīng)用此旋轉(zhuǎn)矩陣原理得到了目標的穩(wěn)定平臺 ISAR成像仿真結(jié)果。并且詳細分析了艦船

3、在海浪影響下的運動形式,給出了艦船轉(zhuǎn)動的角度表達式。
　　其次詳細分析了艦船在海浪影響下的六種運動形式,分析得到只有艦船存在偏航和俯仰運動的時候才會對成像產(chǎn)生影響。然后分別推導(dǎo)了經(jīng)典轉(zhuǎn)臺模型和飛機平穩(wěn)飛行時的回波形式,利用距離-多普勒算法(Range-Doppler Algorithm,RD算法)對目標進行了艦載ISAR的成像仿真,仿真假定艦船在某一時刻只存在一種運動形式,即偏航或者俯仰,分別對不同艦船類型在不同海況時進行了距離-

4、多普勒成像仿真。仿真結(jié)果表明了雷達平臺偏航和俯仰運動對成像的影響。
　　然后提出將時頻成像技術(shù)應(yīng)用于艦載ISAR的成像中。時頻成像方法一般用來解決由于目標的機動飛行導(dǎo)致RD成像結(jié)果的模糊問題,這里引用來解決雷達平臺運動對成像造成的影響。文中給出了兩種常用的時頻變換方法,詳細介紹了距離-瞬時多普勒成像算法的原理,并且利用不同的時頻變換方法對目標進行了時頻成像仿真,仿真得到的圖像聚焦性良好,并且比較了時頻成像的結(jié)果和RD算法成像的結(jié)果