双基地ISAR成像技术研究

双基地ISAR成像技术研究

论文摘要

当发射和接收平台同时扫描到同一个目标,双基地逆合成孔径雷达(Bi-ISAR)就能够对运动目标进行高分辨率成像。与单基地逆合成孔径雷达(Mono-ISAR)相比,Bi-ISAR可以获得更丰富的目标信息,可以避免成像盲区,可以防止目标RCS较小位置出现;除此之外,还能获得更高的信噪比和对电子干扰的免疫力。论文以Bi-ISAR为研究对象,在分析Bi-ISAR的几何模型和回波信号模型的基础上,对Bi-ISAR的成像算法和微多普勒现象作了深入研究。主要工作如下:1.建立了Bi-ISAR的几何模型和回波信号模型,推导了Bi-ISAR的二维分辨率,并简要介绍了Bi-ISAR的同步问题,为后续章节的研究提供了理论支撑。2.深入研究了Bi-ISAR的相位补偿算法。利用卷积—反投影(B-P)算法实现对相位的有效补偿;采用DCFT结合多普勒中心跟踪的方法完成对Bi-ISAR回波信号二次相位项的精确补偿;使用PGA算法实现对Bi-ISAR图像的精确聚焦,并通过仿真验证了上述算法的有效性。3.通过点扩展函数(PSF)分析了传统R-D算法在Bi-ISAR成像中使用的极限条件。针对目标在Bi-ISAR成像中多普勒投影的时变性,提出一种CLEAN技术结合联合时频分析的方法,既去除了交叉项的影响,又保持了原有时频分析的高分辨率,获得了清晰的Bi-ISAR瞬时投影图像。仿真结果证明了算法的有效性。4.在建立Mono-ISAR和Bi-ISAR微多普勒模型的基础上,以锥动目标为例,分析了Mono-ISAR和Bi-ISAR微多普勒的时频特征。通过大量的仿真实验和理论推导,验证了目标的频率值与基线长度成正比的结论。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 Bi-ISAR 课题背景及研究意义
  • 1.2 Bi-ISAR 成像技术的发展史与现状
  • 1.3 论文的主要工作
  • 第二章 Bi-ISAR 成像原理及二维分辨率分析
  • 2.1 引言
  • 2.2 Bi-ISAR 系统几何模型
  • 2.3 Bi-ISAR 成像原理及信号模型
  • 2.3.1 Bi-ISAR 成像原理分析
  • 2.3.2 Bi-ISAR 回波信号模型
  • 2.4 Bi-ISAR 分辨率的推导及分析
  • 2.4.1 Mono-ISAR 分辨率分析
  • 2.4.2 Bi-ISAR 分辨率分析
  • 2.6 本章小结
  • 第三章 Bi-ISAR 相位补偿算法
  • 3.1 引言
  • 3.2 卷积反投影(BP)算法应用于 Bi-ISAR 成像
  • 3.3 粗补偿加精补偿应用于 Bi-ISAR 成像
  • 3.4 PGA 算法应用于 Bi-ISAR 成像
  • 3.5 仿真实验
  • 3.6 本章小结
  • 第四章 Bi-ISAR 时频成像算法
  • 4.1 引言
  • 4.2 R-D 算法在 Bi-ISAR 成像特点
  • 4.3 联合时频分析(JTFA)应用于 Bi-ISAR 成像
  • 4.3.1 短时间傅立叶变换(STFT)
  • 4.3.2 Wigner-Ville 分布(WVD)
  • 4.3.3 平滑伪 Wigner-Ville 分布(SP-WVD)
  • 4.3.4 结合 CLEAN 技术的 WVD 算法(CLEAN-WVD)
  • 4.4 仿真实验
  • 4.4.1 仿真实验一
  • 4.4.2 仿真实验二
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 Bi-ISAR 微多普勒研究
  • 5.1 引言
  • 5.2 微多普勒数学模型
  • 5.2.1 Mono-ISAR 微多普勒数学模型
  • 5.2.2 Bi-ISAR 微多普勒数学模型
  • 5.3 锥动的微多普勒分析
  • 5.4 仿真实验
  • 5.4.1 Mono-ISAR 锥动目标微多普勒仿真实验
  • 5.4.2 Bi-ISAR 锥动目标微多普勒仿真实验
  • 5.5 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  • 6.1 论文总结
  • 6.2 工作展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻硕期间取得的研究成果
  • 相关论文文献

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