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基于Matlab的逆合成孔径激光成像雷达系统仿真

作　者: 王晨阳
导　师: 杨进华
学　校: 长春理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 逆合成孔径激光雷达空间目标成像平动补偿信噪比改善
分类号: TN957.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 2次
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内容摘要

本文在阐述逆合成孔径激光成像雷达总体系统结构和成像原理的基础上,通过仿真来探究其对复杂综合运动目标探测的可行性,并分析了影响雷达系统成像效果和信噪比的因素。以空间卫星目标为例,理论推导了一类综合直线飞行和自身绕轴旋转两种运动模式的目标物的整个成像过程,利用平动补偿的方法,将复杂运动的目标转化成现今已有的转台模型,进行了重构成像。补偿的过程中需要使用目标的直线飞行速度,所以,在这里我们选用可以精准测速的外差模式对回波信号进行接收。对比已有的速度估计方法的补偿效果,使用MATLAB对模拟和真实的卫星目标分别进行了逆合成孔径激光雷达的成像仿真。仿真结果证实,使用外差测速法的补偿将比原有速度估计补偿法的精度提高近10%,并具有信息处理量小、运算速度快等优势。后期在雷达信噪比改善的研究中,还提出了两种基于数学矩阵分解的信噪比改善方法方法,分别为固有值分解法和奇异值分解法。二者都是将复合的回波信号投影到互成正交关系的纯信号空间和噪声空间中,使信号和噪声分解成为独立的两部分,然后从信号空间提取出有用的信息,同时除去噪声空间的噪声,进而达到降噪的效果。二者的区别是对原始信号分解的方法不同。理论推导了分解结果后,也同样采用MATLAB分别对两种分解方法的效果进行了仿真,并将结果作了比较和剖析,指出了两种降噪法各自的长处和应用情况。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
第一章绪论  7-11
  1.1 ISAIL的研究意义  7-8
  1.2 国内外的ISAIL发展现状和研究趋势  8-9
  1.3 论文的主要研究内容  9-11
第二章 ISAIL的总体结构  11-18
  2.1 发射系统  11-14
  2.2 接收系统  14-18
第三章 ISAIL的成像原理  18-26
  3.1 ISAIL重构成像的原理  18-20
  3.2 ISAIL的成像系统  20-22
  3.3 影响ISAIL成像的因素  22-23
  3.4 图像的基本处理方法  23-26
第四章 ISAIL的空间目标探测  26-40
  4.1 外差接收模式下ISAIL的回波研究  27-29
  4.2 ISAIL对空间卫星目标的重构算法  29-33
  4.3 仿真结果分析与比较  33-39
  4.4 本章小结  39-40
第五章成像信噪比的分析和改善方法  40-46
  5.1 信噪比的基本概念  40-42
  5.2 利用数学方法改善雷达信噪比的方法  42-43
  5.3 计算机仿真与降噪效果分析  43-45
  5.4 本章小结  45-46
第六章总结和展望  46-48
  6.1 论文完成的工作  46-47
  6.2 工作的展望  47-48
致谢  48-49
参考文献  49-50
攻读硕士期间发表论文  50

基于Matlab的逆合成孔径激光成像雷达系统仿真

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