ISAR的多目標(biāo)成像.pdf

1、逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR)是一種利用合成孔徑技術(shù)和大帶寬獲取高分辨率的微波成像系統(tǒng)。ISAR目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的運(yùn)動(dòng)可以分成兩部分:一是目標(biāo)圍繞自身某參考點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng);二是目標(biāo)參考點(diǎn)相對(duì)于雷達(dá)的平動(dòng)。平動(dòng)分量對(duì)成像沒有貢獻(xiàn),只會(huì)造成成像模糊。消除平動(dòng)分量對(duì)成像的影響是ISAR成像的關(guān)鍵。消除這種平動(dòng)分量影響的過程則被稱為運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。
　　本文的主要內(nèi)容是對(duì)ISAR多目標(biāo)成像進(jìn)行研究。當(dāng)目標(biāo)是編隊(duì)時(shí)或密集的物體時(shí),各個(gè)目標(biāo)的間距常在幾米到幾十

2、米之間,因此,在雷達(dá)的同一距離分辨單元內(nèi),雷達(dá)天線波瓣內(nèi)可能有兩個(gè)及兩個(gè)以上的目標(biāo),由于各種因素的影響,目標(biāo)間不可能保持完全一樣的運(yùn)動(dòng)方式,即多目標(biāo)實(shí)際上不能看成剛體,此時(shí),若將天線波瓣內(nèi)的多目標(biāo)看成單一目標(biāo)處理,由于每個(gè)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不一樣,采用單一目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償及成像算法必將造成圖像的模糊,甚至不能成像。因此,需要研究多目標(biāo)成像問題。
　　首先介紹了ISAR成像的基本原理和ISAR回波模型。隨后從距離對(duì)準(zhǔn)和相位補(bǔ)償兩方面介紹了

3、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償原理。距離對(duì)準(zhǔn)方法中,本文主要介紹了包絡(luò)互相關(guān)法和最小熵法。在相位補(bǔ)償算法中,主要介紹了特顯點(diǎn)法和多普勒中心跟蹤法,并簡單介紹相位梯度自聚焦法(PGA算法)。
　　然后詳細(xì)介紹了基于圖像域分離的ISAR多目標(biāo)成像方法。即先對(duì)多目標(biāo)整體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償成像;在圖像域進(jìn)行多目標(biāo)分離;將每個(gè)目標(biāo)分別反變換回雷達(dá)回波;最后分別對(duì)每個(gè)單個(gè)目標(biāo)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償成像。使用這種方法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證該方法的有效性。其中還介紹多種圖像分割的方法,并

4、詳細(xì)介紹本文采用的最大類間方差法和K均值算法。
　　最后詳細(xì)介紹了基于時(shí)頻分析的多目標(biāo)成像方法。對(duì)于某些在距離向上重疊的多目標(biāo)無法使用基于圖像域分離的方法。就要使用基于時(shí)頻分析的方法進(jìn)行信號(hào)分離。對(duì)于不同距離單元的回波信號(hào)分別采用短時(shí)傅里葉變換進(jìn)行時(shí)頻分析,由于不同目標(biāo)的速度不同會(huì)得到多條時(shí)頻曲線,在時(shí)頻平面將不同目標(biāo)的時(shí)頻曲線分開再反變換回雷達(dá)回波,按距離單元的順序排列后,得到分離后的單目標(biāo)回波,最后采用單目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償成像方法