艦載單-雙基地逆合成孔徑雷達空中目標成像研究.pdf

1、國內圖書分類號：TN958.3學校代碼：10213國際圖書分類號：621.396.969.1密級：公開工學博士學位論文工學博士學位論文艦載單雙基地逆合成孔徑雷達空中目標成像研究博士研究生:孫思博導師:袁業(yè)術教授副導師:姜義成教授申請學位:工學博士學科:信息與通信工程所在單位:電子與信息工程學院答辯日期:2017年3月授予學位單位:哈爾濱工業(yè)大學摘要‐I‐摘要逆合成孔徑雷達（ISAR）是一種全天候、全天時的遠程探測手段，具有對運動目標進行

2、成像的能力，被廣泛應用于目標跟蹤、目標識別、機場監(jiān)視等場合。相比于傳統(tǒng)體制雷達，ISAR的高距離維分辨率源自其發(fā)射的寬帶信號，而高方位維分辨率則依賴于雷達與目標間相對運動產生的多普勒效應。艦載ISAR隨海浪做三維擺動，對于做平穩(wěn)飛行的空中目標而言，其慢時間維回波存在高階相位項，進而，傳統(tǒng)距離多普勒（RD）算法會產生散焦問題。因此，更加適應于艦載ISAR回波信號的高階相位信號處理算法是提高艦載ISAR成像質量的關鍵。在此基礎上，對于岸基艦

3、載雙基地ISAR成像，校正由時變的雙基地角引起的畸變問題；對于艦載ISAR三維成像，克服傳統(tǒng)干涉技術硬件設備復雜的缺點，也是兩個值得深入研究的方向。針對以上艦載ISAR研究領域所存在的問題，本論文做了深入理論分析和實驗研究。論文開展的主要工作可概括如下：1.分別建立了艦載單雙基地ISAR及其三維成像問題的研究模型，推導了回波信號形式，并根據(jù)回波特點進行了相關問題的分析。對于艦載ISAR，利用艦船三維擺動模型分析其散焦問題，對比了現(xiàn)有的艦

4、載ISAR成像方法，指出了圖像質量仍有進一步提升的空間；對于雙基地ISAR，分析了其散焦問題與畸變問題的成因，給出了可忽略散焦問題或畸變問題的參數(shù)限制條件，得到了對于平穩(wěn)飛行目標而言，散焦問題一般可以忽略（散焦項遠小于雷達分辨單元），而畸變項則必須進行消除（畸變項遠大于雷達分辨單元）的結論；對于干涉ISAR，則從成像機理上，說明了其存在硬件設備復雜的缺點，探討了其高度維成像精度及無模糊區(qū)間大小的影響因素。2.提出了RCCD算法對艦載IS

5、AR慢時間維回波信號的高階相位項進行估計與處理。該算法的核心是通過改進CPF核函數(shù)并引入Radon變換來實現(xiàn)對初始調頻率與調頻變化率的同步估計，進而避免了誤差積累。該算法采用了更加適用于真實艦載ISAR回波的幅度調制三階相位信號（AMCPS）模型，因而具有更高的散射點重構精度。運算量分析說明了該算法具有適中的運算量；交叉項討論則證明了多分量信號產生的交叉項一般不會對信號自身項的檢測產生干擾；魯棒性分析則驗證了RCCD具有較高的抗噪聲性能