舰船目标ISAR成像研究

论文摘要

逆合成孔径雷达（ISAR）能够对远距离非合作目标进行全天候、全天时成像,具有重要的军用和民用价值。海面舰船目标的探测和识别是目前国内外ISAR研究的热点。舰船目标成像主要依靠舰船与雷达视线（RLOS）间的相对转动,它由载机与舰船间的相对切向运动和海浪作用下舰船自身摇摆产生的转动组成。由于海情等级的多变与未知,使得得到高质量雷达图像的难度很大。本文对机载ISAR舰船成像作了较深入的研究。论文第一章为绪论,简要介绍了ISAR的国内外研究进展,距离-多普勒（RD）成像原理,ISAR运动补偿、成像方面的多种算法,以及全文的主要内容。论文第二章研究了ISAR距离对准技术,着重介绍了平均包络最小熵距离对准法,并在抗噪性与运算量上将其与包络相关等多种方法进行了详细的比较。当载机与舰船间的相对切向运动引起的等效转动不能忽略时,用RD法所成的将是侧视与俯视的混合视图,加大了识别的难度,论文第三章研究了此情况下的侧视图成像技术。利用估计出的回波多普勒频率导数成像,可以得到利于识别的目标侧视图。最后结合多种转动情况下的舰船目标仿真数据,验证了算法的理论分析结果。论文第四章详细叙述了同时最优成像时刻选择和图像定标技术。在擦地角不能忽略的成像条件下,由船体特征线斜率估计出垂直与水平转动角速度来选择最优成像数据段,并同时完成图像定标,这样能在有效地提高成像质量的同时获得了更多的目标特征信息,有利于目标识别。文章最后对全文的工作进行了总结,并指出了有待进一步研究的问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 逆合成孔径雷达（ISAR）的国内外研究进展
• 1.2 ISAR 成像的基本原理
• 1.3 ISAR 运动补偿技术和成像方法介绍
• 1.3.1 运动补偿
• 1.3.2 成像算法
• 1.4 本文主要内容
• 第二章 ISAR 运动补偿的距离对准技术研究
• 2.1 引言
• 2.2 平均包络最小熵距离对准法
• 2.2.1 平均距离像
• 2.2.2 平均包络最小熵对准法
• 2.3 距离对准算法性能分析
• 2.3.1 舰船仿真模型
• 2.3.2 抗噪声性能
• 2.3.3 运算量分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 舰船目标侧视图成像技术研究
• 3.1 引言
• 3.2 海上舰船目标侧视图成像的信号分析
• 3.2.1 目标相对转动来源
• 3.2.2 舰船目标成像的信号模型
• 3.2.3 舰船目标侧视图成像分析
• 3.3 基于聚焦测量的调频率估计
• 3.3.1 调频率估计方法概述
• 3.3.2 基于聚焦测量的调频率估计技术
• 3.4 仿真实验结果
• 3.5 本章小结
• 第四章 同时最优成像时刻选择与图像定标技术
• 4.1 引言
• 4.2 成像信号分析
• 4.3 同时最优成像时刻选择与图像定标技术
• 4.3.1 引言
• 4.3.2 图像定标
• 4.3.3 基于船体特征线斜率的转动分量角速度估计
• 4.3.4 Radon 变换
• 4.3.5 船体主桅斜率估计
• 4.3.6 同时最优成像时刻选择与图像定标技术
• 4.4 舰船成像仿真
• 4.5 本章小结
• 第五章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文