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题目:机载ISAR对海上舰船的成像

关键词:逆合成孔径雷达;机动目标;平动补偿;转动补偿;定标

  摘要

逆合成孔径雷达(ISAR)能全天时、全天候、远距离地获取目标形状的细节特征,在军事和民用上都具有非常重要的意义。舰船在军事上是一类重要的、有价值的目标。获得高质量利于识别的舰船图像一直是国内外研究机构的热点。基于海上舰船目标在军事上的重要价值和意义,本文对海上舰船目标ISAR成像技术进行深入研究,内容如下:(1) 在对ISAR的成像原理和目标三维运动二维成像的投影平面原理分析推导的基础上,深入研究平稳、机动目标常用的ISAR成像算法,并进行仿真结果比较。(2) 研究了平动补偿技术中的包络对齐和相位聚焦,并对经典的运动补偿方法进行了仿真研究。(3) 对ISAR转台成像产生的越距离徙动进行深入研究,采用子图像法校正距离向徙动,提出一种相位差分和Radon变换相结合的校正高次相位误差项的相位聚焦算法,该算法不需要估计目标的转动参数便可以直接在时域进行聚焦,同时通过仿真与OD算法进行了比较分析,证明了该算法的优越性。(4) 针对海上舰船目标运动的复杂性以及ISAR对运动参数估计的困难,具体研究了一种基于船体特征线估计的最佳成像时间选择算法。对海上舰船回波数据进行分段短时成像,通过估计每幅图中舰船目标在方位向的多普勒频率展宽和船体中心线斜率,获得等效的雷达与舰船之间合成有效转动矢量和其垂直转动分量随时间的变化。判断海面环境情况对成像情况进行细分,依据两个转动矢量的变化确定成像最佳时刻。仿真结果验证了算法的高效性和实用性。