高速運動目標(biāo)ISAR成像方法研究.pdf

1、成像雷達(dá)能夠全天時、全天候、遠(yuǎn)距離地提供高分辨率雷達(dá)圖像，在民用領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。利用成像雷達(dá)對高速運動目標(biāo)如導(dǎo)彈空間碎片等進行成像具有重要的軍事和科研價值。 本論文主要研究了高速運動目標(biāo)的ISAR成像方法，分析了根據(jù)低速運模型補償高速運動目標(biāo)回波引起的補償誤差及其影響；對線性調(diào)頻步進信理方法進行了深入研究；作為成像雷達(dá)的應(yīng)用，提出了海面目標(biāo)頂空檢測方法。具體工作概括如下： 1.總結(jié)了雷達(dá)信號處理中經(jīng)常采用的三

2、種回波模型：回波的精確模型近似模型和“stop-go”模型。根據(jù)雷達(dá)成像的特點推導(dǎo)了線性調(diào)頻信號的似模型和“stop-go”模型的適用條件。 2.提出了基于“運動”參考去調(diào)頻的高速目標(biāo)高分辨ISAR成像的運方法。該方法的主要步驟為；首先估計目標(biāo)的平動軌跡，并將回波補償成跡為參考去調(diào)頻的信號，從而完成目標(biāo)距離像的脈沖內(nèi)補償和回波相干利用keystone變換消除散射點的越距離走動；再利用相位聚焦消除高階運補償誤差的影響；最后用RD算

3、法或瞬時成像算法得到目標(biāo)的ISAR像。走的關(guān)鍵是目標(biāo)運動軌跡的擬合，而擬合精度與積累脈沖數(shù)有關(guān)，給出了補與擬合脈沖數(shù)的關(guān)系。 3.研究了線性調(diào)頻步進信號的合成距離像法以及基于合成距離像法的動目標(biāo)ISAR成像方法。為了克服合成距離像法中傳統(tǒng)目標(biāo)抽取算法存在抽取損失和多普勒耦合時移等問題，提出了基于距離像最大l范數(shù)搜索的取算法，并給出了應(yīng)用該算法系統(tǒng)參數(shù)需要滿足的條件和系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)計在此基礎(chǔ)上，提出了線性調(diào)頻步進雷達(dá)ISAR成像的分

4、步補償法。推導(dǎo)了成中雷達(dá)回波的一階近似模型和“stop-go”模型的適用條件。 4.研究了線性調(diào)頻步進信號的合成帶寬法(時域合成帶寬法和頻域合法)以及基于合成帶寬法的高速運動目標(biāo)ISAR成像方法。提出了利用時域?qū)挿ê皖l域合成帶寬法處理高速運動目標(biāo)回波時的運動補償方法，并對域合成帶寬法進行了改進，拓寬了頻域合成帶寬法的應(yīng)用范圍。分析“stop-go”模型和一階近似模型補償回波引入的補償誤差。針對目標(biāo)運動精確估計問題，將SAR成像運

5、動補償中的多普勒中心估計算法引入到1S/中，根據(jù)1SAR目標(biāo)回波的特點對傳統(tǒng)的多普勒中心估計算法進行了修正，參數(shù)估計的精度達(dá)到帶寬合成和ISAR成像的要求。 5.研究了相位編碼信號的高速運動目標(biāo)成像方法。分析了相位編碼信號的“stop-go”模型和一階近似模型的適用條件。提出了相位編碼信號ISAR成像的運動補償方法，即采用寬帶相位編碼信號和窄帶線性調(diào)頻信號結(jié)合的方式，窄帶信號用來完成目標(biāo)檢測和測速，寬帶信號用來提高測速精度和成像