單-雙基ISAR高分辨成像算法研究.pdf

1、逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR，Inverse Synthetic Aperture Radar)是一種重要的微波探測(cè)工具，在國(guó)土防御、空間探測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用?？梢匀旌颉⑷鞎r(shí)、遠(yuǎn)距離的獲取非合作目標(biāo)的圖像，具有重要的軍事和民用價(jià)值。隨著應(yīng)用需求的不斷發(fā)展，使得ISAR成像技術(shù)的研究也不斷的深入。本論文針對(duì)單/雙基地ISAR高分辨成像處理中的若干新技術(shù)進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究。
　　 1.介紹了本文工作的研究背景和意義，描

2、述了ISAR成像的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀。
　　 2.介紹了ISAR成像的距離高分辨和方位高分辨的原理，給出了平動(dòng)補(bǔ)償和ISAR成像的基本方法，對(duì)國(guó)內(nèi)外有關(guān)ISAR成像算法方面的研究成果進(jìn)行了評(píng)述。
　　 3.對(duì)低信噪比下線性調(diào)頻步進(jìn)信號(hào)的帶寬合成處理進(jìn)行了研究。首先給出了線性調(diào)頻步進(jìn)信號(hào)的形式及目標(biāo)平動(dòng)產(chǎn)生相位誤差給頻域帶寬合成帶來的問題，然后給出了適用于低信噪比下基于高階累積量的回波信號(hào)帶寬相參化處理方法，并給出了成像流

3、程，最后用仿真與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的處理結(jié)果進(jìn)行了本章所提算法有效性的驗(yàn)證。
　　 4.針對(duì)傳統(tǒng)超分辨ISAR成像中用能量進(jìn)行判斷距離單元中的散射點(diǎn)數(shù)目可能會(huì)引起虛假點(diǎn)或散射點(diǎn)漏檢的問題，提出了一種統(tǒng)計(jì)RELAX超分辨ISAR成像方法，該方法充分將目標(biāo)所處環(huán)境的背景噪聲與雜波的統(tǒng)計(jì)信息用于散射點(diǎn)的提取中，對(duì)所有的距離單元的回波信號(hào)進(jìn)行高斯性能檢測(cè)，按照期望的虛警概率設(shè)置檢測(cè)門限，確定存在散射點(diǎn)的距離單元，利用統(tǒng)計(jì)RELAX超分辨技術(shù)進(jìn)行散

4、射點(diǎn)的提取，最后給出的仿真和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果驗(yàn)證了本方法的有效性。
　　 5.針對(duì)低信噪比下基于壓縮感知CS(Compressive Sensing)的ISAR成像方法性能下降甚至失效的問題，提出了一種改進(jìn)CS的成像方法，首先分離含目標(biāo)的距離單元和噪聲單元，同時(shí)在方位向上用相干投影來提高觀測(cè)數(shù)據(jù)的信噪比，下來利用權(quán)值迭代重置法進(jìn)行1-范數(shù)的優(yōu)化以增強(qiáng)真實(shí)散射點(diǎn)能量并且抑制噪聲。改進(jìn)CS算法適用于強(qiáng)噪聲的環(huán)境下的ISAR成像，并可利用

5、較少脈沖數(shù)獲得高分辨的目標(biāo)像。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理驗(yàn)證了該方法可以有效克服強(qiáng)噪聲與雜波。同時(shí)，僅用有限個(gè)較少的回波脈沖就可得到高分辨ISAR圖像，驗(yàn)證了該方法在非常有限脈沖條件下的穩(wěn)健性。
　　 6.針對(duì)雙基地雷達(dá)中兩極區(qū)由于雙基地角的時(shí)變特性，傳統(tǒng)的ISAR成像方法無法獲取高分辨的目標(biāo)像，提出了一種Radon變換結(jié)合TCDS(Time Chirp-ratedistribution-Search)的超分辨成像算法。首先給出了雙基地ISA

6、R的信號(hào)模型，分析了兩極區(qū)雙基地角的時(shí)變性及對(duì)距離包絡(luò)和方位的影響，就兩極區(qū)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型雷達(dá)信號(hào)處理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中目標(biāo)方位高次項(xiàng)相位提出了Radon-TCDS-Relax超分辨成像算法，對(duì)每個(gè)距離單元進(jìn)行調(diào)頻率和調(diào)頻率變化率搜索，并補(bǔ)償其所對(duì)應(yīng)的方位高次項(xiàng)相位誤差，用Radon-TCDS-RELAX提取散射點(diǎn)，然后進(jìn)行TCD-RID成像。最后用仿真數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)的RID成像方法進(jìn)行了比較，驗(yàn)證了本文方法的有效性。
　　 7.針對(duì)利