● 摘要
导弹防御在国家安全中占据着越来越重要的地位，因此成为国内外研究的热点问题之一。弹道中段是导弹防御的关键阶段，雷达作为弹道中段目标识别的核心传感器，其目标识别能力在很大程度上反映了防御系统目标识别的总体水平。弹头目标的三维成像能得到更稳定的目标形状和结构等细节信息，不仅有助于理解雷达目标的电磁散射特性，而且可为目标识别提供重要依据，因此三维成像技术的研究在精密制导、目标识别等领域具有重要的应用前景。本文以带有微动信息的弹头目标为研究对象，结合其进动特性，利用基于HRRP序列的三维成像技术，从而得到弹头目标的三维图像。本文首先围绕基于HRRP序列的三维成像算法问题，讨论三维成像原理，包括线性调频脉冲体制实现高分辨一维距离像的过程，多视角下一维径向数据到三维坐标数据的映射原理，并根据投影方程中视角信息是否已知对三维成像方法进行了分类讨论；然后给出已知运动信息条件下的两种典型三维成像算法，分别是基于投影方程求解法和基于一维到高维的映射图法。重点对这两种算法流程进行设计，并讨论算法设计中的各种问题以及解决方案，并分别用仿真数据和暗室实测数据对两种算法进行验证。结合空间机动目标的微动信息，可以间接得到雷达视角信息。本文在分析此转化关系的基础上，研究弹头目标的三维成像问题。针对视角矩阵难以获取的问题，提出利用弹头目标的运动特性和结构特性作为已知信息的方法，将微动特性应用于雷达视线参数的获取，给出微动目标的三维成像仿真结果。从雷达成像系统设计的角度考虑，需要研究三维成像的约束条件。利用蒙特卡洛实验对三维成像算法进行性能测试和仿真分析，从而给出约束条件的定性结论，为三维成像雷达系统设计提供参考。