题目：海面目标宽带单脉冲雷达回波模拟与成像技术研究

海面运动舰船目标的探测与识别是雷达技术应用的难点。雷达成像技术的发展为获取舰船目标的二维像或三维像提供了有效手段，成为海洋遥感领域重要的研究热点之一。本文围绕时变海面运动舰船目标宽带单脉冲雷达回波信号建模与成像问题，根据合成孔径雷达（SAR）成像和单脉冲雷达跟踪体制，将雷达参数模型、舰船水动力学模型、多径散射模型、时变海面散射模型相结合形成了海面目标宽带单脉冲雷达回波信号模型，并利用该模型进行了海面舰船目标雷达成像技术的研究。在此基础上，对海面舰船目标雷达成像特征进行了深入分析。主要研究工作及成果如下：（1）在传统二维频域模拟方法的基础上，通过对SAR时域回波信号模型的推导，提出了两种用于斜视SAR回波信号快速模拟算法——基于尺度傅里叶变换（SCFT）的二维频域算法和基于距离向积分的混合域模拟算法，较好地解决了斜视SAR尤其是大斜视SAR回波信号的快速模拟问题。分析了两种算法与时域模拟算法在模拟精度和计算效率上的差异。仿真结果验证了两种算法的高效性，并且表明：前者适用于小斜视SAR模式的回波信号快速模拟，后者可以实现大斜视SAR模式的回波信号快速模拟。（2）深入研究了时变海面运动舰船目标的SAR成像模型与散射机理。根据SAR合成孔径时间内海面舰船的电磁散射特征，结合SAR几何与雷达参数模型，在统一的参考坐标系下分别计算海面和舰船的雷达回波信号，并通过相干叠加建立了海面舰船复合场景的SAR回波信号模型，该模型考虑了SAR模式下舰船受海浪驱动的六自由度运动及海面与舰船间的电磁耦合，逼真地体现了海面舰船目标的散射特征，可以用于分析和解释海面舰船目标的SAR图像。结合海面舰船目标的合成孔径雷达和逆合成孔径雷达（SAR/ISAR）成像技术，深入研究了多径散射及舰船运动特性对SAR图像的影响，并进行了仿真验证和散射机理分析。（3）建立了海面舰船目标的三维成像模型，并进行了三维成像及散射机理的分析和研究。将SAR几何模型和单脉冲跟踪体制相结合，根据海面舰船目标的雷达散射特征，计算宽带单脉冲雷达各天线阵元接收到的SAR回波信号，并经过和、差组合建立了时变海面运动舰船目标宽带单脉冲雷达回波信号模型。提出了一种基于多帧一维高分辨距离像（HRRP）的单脉冲三维成像算法，该算法利用目标与雷达间的相对运动提取目标时变散射信息构建目标三维轮廓，能够更有效描述目标的三维散射分布特征，同时避免了复杂的相位补偿。在此基础上，深入研究了多径散射、海杂波、雷达分辨率等因素对目标三维像的影响，并进行了算例仿真和机理分析。