基于距离徙动校正的ISAR雷达成像计算机仿真
发布时间：2020-10-26 14:25
在逆合成孔径雷达(ISAR)探测目标的阶段性过程中,假设目标沿某个轨迹作直线运动,那么可以等效为在这段时间内目标自身的一个平动加上围绕质心的一个非常小的转动,转动导致了散射点到雷达的距离发生了变化,变化超过了距离分辨率就会产生距离徙动现象,成像就会发生模糊。本文首先详细介绍了逆合成孔径雷达成像的基本原理,通过仿真实验,得出各类条件下的数据,并完成目标成像,直观形象的分析了逆合成孔径雷达的成像特点。介绍了成像转台模型和距离徙动产生的原因,提出了运用dechirp方法信号进行降频处理的条件下实现ISAR雷达成像,并对相关算法进行详细的推导和验证,这是本文与当前主流混频降频处理算法不同点。之后,在仿真建立目标模型的基础上,详尽推导体现了逆合成孔径雷达信号发射以及回波接收(模拟)的过程,并对每一个步骤进行了认真的实验,得到可靠的数据与相关维度的成像。最后,在理论层面针对转动引起的距离徙动,推导了基于dechirp信号的距离徙动的校正以及成像过程,此部分主要创新点体现在转动分量的校正算法中,用直观的成像证明此算法运用在主流算法结果上的优势,此部分是对本文观点的理论证明,也是数据对比结果的展示。
【学位单位】：战略支援部队信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN957.52
【部分图文】：
第二章 ISAR 目标成像第二章 ISAR 目标成像2.1 转台目标的等效逆合成孔径雷达（ISAR）与合成孔径雷达（SAR）成像原理相似，都是利用目标和雷达之间的相对运动来提升分辨率，但 ISAR 是雷达静止目标运动，SAR 是目标静止雷达运动，在成像的过程中，雷达的位置保持不变，目标则沿任意方向运动，任意时刻目标与雷达都有一个径向距离和方位角度，在整个运动过程中若把所有径向的变化看作一种径向运动，把所有的方位角度变化看作一种旋转的运动，那么目标的任意运动都可以等效成平动分量叠加转动分量，平动分量描述的是径向运动，目标相对于雷达，运动时姿态保持不变，在近似平面波照射的条件下，目标各个散射点相对雷达的距离随时间变化量也近似相同，产生的回波的多普勒频率也都近似。转动分量指的是目标围绕某个中心点的旋转运动。若目标沿匀速直线运动，即可看作径向距离的匀速运动和匀速旋转运动，若已将平动分量补偿，便可等效为转台目标，如下图所示。
图 2-2 目标模型示意图3 Dechirp 信号处理3.1 Dechirp 方法介绍信号处理过程中，依托解线性调频处理（Dechirp）的宽带线性调频（Linear Frequencdulation,LFM）方法在可以在距离向得到较高的分辨率，通过累积，可以得一维的距高分辨率（High Range Resolution Profile,HRRP），Dechirp 技术又称为 Stretch 处理，是一种模拟与数字相结合并用于实现 LFM 信号脉冲压缩的技术，特别是适用于宽积的宽带线性调频信号的降频处理[6]。这种方法的基本思想，就是通过时频的，利用本振信号（与发射信号调频规律一致）与回波信号进行混频，消除发射信号频斜率并将回波延时转换为频率差，在进行 FFT 频谱分析，便可得到压缩后的距离果[3]。对整个过程做推到如下：达的发射信号为：1t
图 2-3 dechirp 处理流程图后，得到的就是距离向回波（HRRP）。R 转台目标目标成像原理离多普勒成像原理勒成像原理可利用转台成像模型加以描述，首先设定雷达和目标之，即可以认为非常理想的进行了运动补偿[7]。则可视目标在一个转，雷达与目标旋转中心的距离为ar，目标绕中心的旋转角速度为 都满足雷达距目标的距离远远大于目标自身的几何尺寸 a0r r 。
【参考文献】
本文编号：2857113
【学位单位】：战略支援部队信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN957.52
【部分图文】：
第二章 ISAR 目标成像第二章 ISAR 目标成像2.1 转台目标的等效逆合成孔径雷达（ISAR）与合成孔径雷达（SAR）成像原理相似，都是利用目标和雷达之间的相对运动来提升分辨率，但 ISAR 是雷达静止目标运动，SAR 是目标静止雷达运动，在成像的过程中，雷达的位置保持不变，目标则沿任意方向运动，任意时刻目标与雷达都有一个径向距离和方位角度，在整个运动过程中若把所有径向的变化看作一种径向运动，把所有的方位角度变化看作一种旋转的运动，那么目标的任意运动都可以等效成平动分量叠加转动分量，平动分量描述的是径向运动，目标相对于雷达，运动时姿态保持不变，在近似平面波照射的条件下，目标各个散射点相对雷达的距离随时间变化量也近似相同，产生的回波的多普勒频率也都近似。转动分量指的是目标围绕某个中心点的旋转运动。若目标沿匀速直线运动，即可看作径向距离的匀速运动和匀速旋转运动，若已将平动分量补偿，便可等效为转台目标，如下图所示。
图 2-2 目标模型示意图3 Dechirp 信号处理3.1 Dechirp 方法介绍信号处理过程中，依托解线性调频处理（Dechirp）的宽带线性调频（Linear Frequencdulation,LFM）方法在可以在距离向得到较高的分辨率，通过累积，可以得一维的距高分辨率（High Range Resolution Profile,HRRP），Dechirp 技术又称为 Stretch 处理，是一种模拟与数字相结合并用于实现 LFM 信号脉冲压缩的技术，特别是适用于宽积的宽带线性调频信号的降频处理[6]。这种方法的基本思想，就是通过时频的，利用本振信号（与发射信号调频规律一致）与回波信号进行混频，消除发射信号频斜率并将回波延时转换为频率差，在进行 FFT 频谱分析，便可得到压缩后的距离果[3]。对整个过程做推到如下：达的发射信号为：1t
图 2-3 dechirp 处理流程图后，得到的就是距离向回波（HRRP）。R 转台目标目标成像原理离多普勒成像原理勒成像原理可利用转台成像模型加以描述，首先设定雷达和目标之，即可以认为非常理想的进行了运动补偿[7]。则可视目标在一个转，雷达与目标旋转中心的距离为ar，目标绕中心的旋转角速度为 都满足雷达距目标的距离远远大于目标自身的几何尺寸 a0r r 。
【参考文献】
相关期刊论文 前4条
1 王娟;赵永波;;一种改进的Keystone变换算法及其在微弱信号检测中的应用[J];航空兵器;2011年05期
2 金胜;高梅国;邓颖丽;;基于Dechirp处理的雷达宽带测量技术[J];现代雷达;2008年05期
3 李树,王鹰,赵亦工;多基地合成孔径雷达及其二维分辨率理论研究[J];系统工程与电子技术;2004年09期
4 俞根苗,方志红,陈仁元,张长耀,吴顺君;Dechirp及频谱分析技术的目标分辨率分析[J];雷达与对抗;2003年01期
本文编号：2857113
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