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宽带信号ISAR成像与检测研究

作　者: 雷杰
导　师: 保铮
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 逆合成孔径雷达舰船目标成像 Keystone变换距离扩展目标检测
分类号: TN957.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 311次
引　用: 3次
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内容摘要

ISAR是一种高分辨小旋转角成像技术，在距离方向，它通过发射大带宽信号获得高分辨；在方位方向，高分辨通过目标相对转动时回波间的相干积累取得。近二十年来，ISAR成像理论和技术有了很大发展，并逐步应用于实际系统。本文对宽带信号的ISAR成像与检测问题展开研究和讨论。在舰船目标的ISAR成像中，由于受非线性策动力和阻尼力的作用，舰船目标在偏转、侧摆、俯仰三个维度同时存在姿态变化，其变化规律含有类似于钟摆周期性运动的特点。针对这一特点，本文提出一种基于钟摆模型的舰船目标转动模型和成像算法。分析证实，单纯作周期运动的散射点会在高分辨回波各距离单元的相位历程中包含反映目标横向散射点分布情况的线性调频信号。在一些条件下利用线性调频分量成像可以获得较好的结果。在钟摆模型的基础上，利用二阶相位误差估计算法以及降阶算法可以补偿实际目标转动过程中因颠簸和不完全符合钟摆转动模型而引起的三阶以及更高阶相位项，从而同时得到舰船目标的二维频率图像和调频率图像。实测数据处理结果表明，针对舰船目标的ISAR成像，由于频率分量和调频率分量的互补作用，本文的成像方法优于仅利用频率分量成像的方法，从而提高了成像概率。假目标干扰背景下导弹目标的分类和识别是导弹防御系统中的一个突出问题，利用逆合成孔径技术对其成像是实现这一目的的快捷而有效的途径之一。实现对目标群中特定目标ISAR成像的关键在于对其进行运动补偿，由于成像域里多个目标间存在干涉效应，无法直接应用参考点补偿法。本文将Keystone变换应用于假目标干扰背景下的导弹目标线性距离走动校正，改进了基本的算法，得出了适于假目标干扰背景下的导弹目标成像方法。宽带信号广泛应用于现代雷达设备中，用于获取精细的距离分辨力，此时目标将在距离上连续占据多个分辨单元而成为扩展目标。由于弱散射点的存在，与窄带信号相比，常用的扩展目标能量径向积累检测器会有很大的性能损失。由于目标散射点的位置在相邻的数十个脉冲内基本保持不变，本文利用判决的漏警概率估计散射点的相对幅度，并通过数值计算讨论了加权对能量径向积累检测器检测性能的改善作用。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
第一章绪论  8-20
  §1．1 雷达成像及其发展历史  8-10
  §1．2 ISAR成像原理  10-11
  §1．3 ISAR成像关键技术概述  11-16
  §1．4 本文的研究背景和意义  16-19
  §1．5 本文的主要工作  19-20
第二章舰船目标成像研究  20-34
  §2．1 引言  20-21
  §2．2 钟摆转动模型下的目标回波分析  21-24
  §2．3 平动补偿算法  24-28
    §2．3．1 二阶相位误差估计(RTPE)  25-26
    §2．3．2 基于Radon-Wigner的降阶RTPE算法  26-28
  §2．4 实测数据处理结果  28-32
  §2．5 小结  32-34
第三章假目标干扰背景下的导弹目标成像研究  34-42
  §3．1 引言  34-35
  §3．2 目标相对速度的校正  35-37
  §3．3 低重频时的keystone变换  37-39
  §3．4 计算机仿真实验结果  39-41
  §3．5 小结  41-42
第四章宽带信号检测研究  42-52
  §4．1 引言  42
  §4．2 扩展目标检测性能分析  42-46
  §4．3 二元非对称信道中确知信号的估计  46-47
  §4．4 能充分利用距离像能量的检测器  47-50
  §4．5 小结  50-52
第五章结束语  52-55
  §5．1 本文工作总结  52-54
  §5．2 工作展望  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-61
作者在读期间的研究成果  61

宽带信号ISAR成像与检测研究

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