ISAR運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償及艦船成像技術(shù)研究.pdf

1、逆合成孔徑雷達(dá)(Inverse Synthetic Aperture Radar,簡稱ISAR)是一種能夠獲得高分辨率成像的雷達(dá),它利用雷達(dá)與目標(biāo)間的相對運(yùn)動(dòng)合成大孔徑,可以得到非合作運(yùn)動(dòng)目標(biāo),如車輛、艦船、飛機(jī)、衛(wèi)星等的高分辨率圖像,而且可以全天候、全天時(shí)工作,無論在軍事還是民用方面都具有很大的應(yīng)用前景。
　　逆合成孔徑雷達(dá)成像主要包括兩個(gè)部分:運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和成像。本文在研究已有的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法的基礎(chǔ)上,提出一種新的基于Tsallis

2、熵的ISAR距離對準(zhǔn)方法,具體分析該方法距離對準(zhǔn)的可行性和抗噪性,并用實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證該方法可以得到比傳統(tǒng)包絡(luò)最小熵法更好的距離對準(zhǔn)結(jié)果。相對于飛機(jī)和車輛等目標(biāo),艦船目標(biāo)由于受海情的影響,自身的運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜,艦船成像一直是 ISAR成像中的一個(gè)難點(diǎn),在我國海軍裝備迫切發(fā)展的今天也成為一大研究熱點(diǎn)。由于缺乏實(shí)測數(shù)據(jù),先前對艦船 ISAR成像的研究主要依靠的是仿真數(shù)據(jù),本文將基于艦船目標(biāo) ISAR實(shí)測數(shù)據(jù),主要研究 ISAR對艦船目標(biāo)的高分辨率

3、成像技術(shù),并將最優(yōu)成像時(shí)間選擇方法、壓縮感知方法和方位向定標(biāo)方法應(yīng)用于艦船實(shí)測數(shù)據(jù),來獲得高質(zhì)量的艦船目標(biāo)實(shí)測ISAR圖像。
　　論文第一章為緒論。首先對 ISAR研究的背景和意義作了介紹,然后對 ISAR國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀作詳細(xì)闡述,并給出本文的主要內(nèi)容。
　　論文第二章為ISAR運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù),主要包括ISAR距離對準(zhǔn)技術(shù)和ISAR相位補(bǔ)償技術(shù),分別研究幾種不同的距離對準(zhǔn)和相位補(bǔ)償方法,并應(yīng)用于 ISAR實(shí)測數(shù)據(jù);同時(shí),提出

4、一種新的基于Tsallis熵的距離對準(zhǔn)方法,詳細(xì)介紹該方法的實(shí)現(xiàn)步驟,并對該方法的有效性、抗噪性等性能進(jìn)行分析和驗(yàn)證,最后將該方法應(yīng)用于 ISAR實(shí)測數(shù)據(jù),并與傳統(tǒng)包絡(luò)最小熵法進(jìn)行分析與比較。
　　論文第三章研究基于最優(yōu)時(shí)間選擇的艦船目標(biāo) ISAR成像方法?；谂灤?ISAR實(shí)測數(shù)據(jù),要獲得高質(zhì)量的艦船 ISAR圖像,需要選擇最優(yōu)成像時(shí)間。首先分析艦船目標(biāo) ISAR回波信號模型,然后詳細(xì)研究基于多普勒展寬估計(jì)的最優(yōu)成像時(shí)間選擇方法

5、和基于多普勒中心估計(jì)的最優(yōu)成像時(shí)間選擇方法,并對艦船實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得到高質(zhì)量的艦船ISAR圖像,并對成像的結(jié)果和算法的性能進(jìn)行分析與比較。
　　論文第四章研究基于壓縮感知(Compressive Sensing,簡稱CS)的艦船目標(biāo)ISAR成像方法。針對選擇的艦船ISAR實(shí)測數(shù)據(jù)最優(yōu)成像時(shí)間段,將CS理論應(yīng)用于ISAR成像,以獲得高質(zhì)量的艦船目標(biāo)ISAR圖像。首先分析CS基本理論和基于CS的ISAR成像原理,然后研究幾種基于C

6、S的信號重構(gòu)算法,最后對艦船ISAR實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得到了艦船目標(biāo)的壓縮感知成像結(jié)果,并與傳統(tǒng)距離多普勒成像方法進(jìn)行比較,同時(shí)對不同信號重構(gòu)算法的性能進(jìn)行分析。
　　論文第五章研究艦船 ISAR圖像的方位向定標(biāo)。獲得高質(zhì)量的艦船目標(biāo) ISAR圖像后,要實(shí)現(xiàn)對艦船目標(biāo)的辨認(rèn)與識別,需要對 ISAR圖像進(jìn)行定標(biāo)。本章首先分析ISAR定標(biāo)原理,然后主要研究圖像互相關(guān)方位向定標(biāo)法、Martorella方位向定標(biāo)法和多特顯點(diǎn)方位向定標(biāo)法對