逆合成孔径雷达图像仿真与目标识别技术研究
发布时间：2021-03-28 16:30
逆合成孔径雷达（Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR）可以在全天时以及复杂环境下获取目标的高分辨率图像,在军用和民用方面都有着重要应用,尤其在军事目标识别领域扮演着重要角色。ISAR图像仿真技术在ISAR系统设计、成像处理算法验证以及目标分类等场合都具有重要应用,成为近年来研究的热点。本文主要研究基于计算电磁学方法的ISAR图像仿真技术。以物理光学法（Physical Optics,PO）为基础,从电磁仿真的角度实现目标的ISAR图像仿真,并使用仿真的数据集研究空中目标分类技术。本文的研究内容主要包含以下几个方面:使用物理光学法计算目标的远场雷达散射截面（Radar Cross Section,RCS）。ISAR图像仿真的关键就是计算目标在不同角度和频率下的散射电场。ISAR仿真的目标多为电大目标,仿真计算量大且对内存要求较高,使用物理光学法可以在结果的准确性、仿真速度以及内存这三个方面取得较好的均衡。本文的PO方法以目标的平面三角形几何网格模型为基础,首先推导出一个三角形面元的表面电流计算公式,然后根据遮挡判断,计算照亮区域三角形面元的远场散射场...
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
柱锥组合体模型示意图
安徽大学硕士学位论文15图2.7导弹模型示意图图2.8频率12GHZ下导弹的单站RCS该算例求解方法使用了FEKO中的多层快速多极子方法（MLFMM），相比于矩量法（MOM），在保证精度的前提下大大提高了计算规模和计算效率。如图2.8所示，红色点线为FEKO计算结果，蓝色实线为本文提出的物理光学法计算的结果。从图中可以看出，当方位角为90度时，该导弹的RCS值最大，而且PO方法的计算结果与MLFMM计算结果基本相同。在方位角0度至20度和120度至180度这两个区间，PO的计算结果不太准确，和MLFMM相比RCS值略校这是由于PO方法无法考虑多次散射的情
在计算速度方面，使用 FEKO 中的 MLFMM 方法用时 2 小时，FEKO 中的 PO 方法的用时 72 秒，而本文所使用的 PO 方法用时 34 秒。和 FEKO 软件相比，本文使用方法速度明显更快。ISAR 图像仿真需要计算目标在许多角度和频率下的散射场，因此本文方法更适合用于 ISAR 图像仿真。 2.3.3 波音飞机模型 本算例计算一个波音 777 客机模型，如图 2.9 所示，该模型长 64 米，宽 61 米，高18 米，网格数量 28166。其中入射波为平面波，频率为 10GHz，垂直极化，俯仰角为90 度，方位角为 0 度到 360 度，间隔 0.5 度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于深度学习的HRRP舰船目标识别性能分析[J]. 黄柏圣,江涛,周伟光. 现代雷达. 2020(02)
[2]飞机目标动态RCS仿真技术研究[J]. 齐玉涛,张馨元,林刚,李建周. 电波科学学报. 2019(01)
[3]应用改进的物理光学法和图形计算电磁学近似算法快速计算导体目标电磁散射特性[J]. 朱艳菊,江月松,张崇辉,辛灿伟. 物理学报. 2014(16)
[4]支持向量机理论与算法研究综述[J]. 丁世飞,齐丙娟,谭红艳. 电子科技大学学报. 2011(01)
[5]SVM分类核函数及参数选择比较[J]. 奉国和. 计算机工程与应用. 2011(03)
[6]基于电磁散射特性计算的目标SAR图像仿真[J]. 李仁杰,计科峰,邹焕新,周石琳. 雷达科学与技术. 2010(05)
[7]典型地面车辆目标SAR图像仿真与评估[J]. 计科峰,张爱兵,邹焕新,孙伟顺. 雷达科学与技术. 2010(03)
[8]基于非线性流形学习的ISAR目标识别研究[J]. 何强,蔡洪,韩壮志,尚朝轩. 电子学报. 2010(03)
[9]基于GTD模型的目标二维散射中心提取[J]. 王菁,周建江,汪飞. 电子与信息学报. 2009(04)
[10]基于不规则三角网格剖分的非均匀起伏月球表面SAR成像模拟[J]. 法文哲,徐丰,金亚秋. 中国科学（F辑:信息科学）. 2009(02)
博士论文
[1]基于ISAR像的雷达目标识别算法研究[D]. 王芳.南京理工大学 2017
[2]空中目标ISAR像特征提取与识别技术研究[D]. 唐宁.国防科学技术大学 2012
[3]合成孔径雷达回波仿真与图像模拟[D]. 夏伟杰.南京航空航天大学 2010
硕士论文
[1]基于移动激励FDTD方法的SAR回波仿真研究[D]. 王书承.哈尔滨工业大学 2019
[2]基于高频电磁算法的SAR和ISAR成像技术研究[D]. 管雨.西安电子科技大学 2018
[3]基于时域物理光学的SAR成像[D]. 赵伟.西安电子科技大学 2017
[4]动态目标SAR回波仿真与图像模拟[D]. 齐媛媛.南京航空航天大学 2017
[5]基于ISAR图像的舰船目标识别研究[D]. 朱鹏凯.哈尔滨工业大学 2016
[6]舰船目标的ISAR成像与识别[D]. 余为知.电子科技大学 2016
[7]基于GPU的SAR回波模拟与成像方法[D]. 张云骥.西安电子科技大学 2015
[8]SAR海面目标回波仿真测试系统设计与开发[D]. 杨莎莎.西安电子科技大学 2015
[9]典型背景目标SAR图像仿真[D]. 韦小杰.南京航空航天大学 2016
[10]机载SAR回波仿真与图像模拟[D]. 杨薇.电子科技大学 2014
本文编号：3105882
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
柱锥组合体模型示意图
安徽大学硕士学位论文15图2.7导弹模型示意图图2.8频率12GHZ下导弹的单站RCS该算例求解方法使用了FEKO中的多层快速多极子方法（MLFMM），相比于矩量法（MOM），在保证精度的前提下大大提高了计算规模和计算效率。如图2.8所示，红色点线为FEKO计算结果，蓝色实线为本文提出的物理光学法计算的结果。从图中可以看出，当方位角为90度时，该导弹的RCS值最大，而且PO方法的计算结果与MLFMM计算结果基本相同。在方位角0度至20度和120度至180度这两个区间，PO的计算结果不太准确，和MLFMM相比RCS值略校这是由于PO方法无法考虑多次散射的情
在计算速度方面，使用 FEKO 中的 MLFMM 方法用时 2 小时，FEKO 中的 PO 方法的用时 72 秒，而本文所使用的 PO 方法用时 34 秒。和 FEKO 软件相比，本文使用方法速度明显更快。ISAR 图像仿真需要计算目标在许多角度和频率下的散射场，因此本文方法更适合用于 ISAR 图像仿真。 2.3.3 波音飞机模型 本算例计算一个波音 777 客机模型，如图 2.9 所示，该模型长 64 米，宽 61 米，高18 米，网格数量 28166。其中入射波为平面波，频率为 10GHz，垂直极化，俯仰角为90 度，方位角为 0 度到 360 度，间隔 0.5 度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于深度学习的HRRP舰船目标识别性能分析[J]. 黄柏圣,江涛,周伟光. 现代雷达. 2020(02)
[2]飞机目标动态RCS仿真技术研究[J]. 齐玉涛,张馨元,林刚,李建周. 电波科学学报. 2019(01)
[3]应用改进的物理光学法和图形计算电磁学近似算法快速计算导体目标电磁散射特性[J]. 朱艳菊,江月松,张崇辉,辛灿伟. 物理学报. 2014(16)
[4]支持向量机理论与算法研究综述[J]. 丁世飞,齐丙娟,谭红艳. 电子科技大学学报. 2011(01)
[5]SVM分类核函数及参数选择比较[J]. 奉国和. 计算机工程与应用. 2011(03)
[6]基于电磁散射特性计算的目标SAR图像仿真[J]. 李仁杰,计科峰,邹焕新,周石琳. 雷达科学与技术. 2010(05)
[7]典型地面车辆目标SAR图像仿真与评估[J]. 计科峰,张爱兵,邹焕新,孙伟顺. 雷达科学与技术. 2010(03)
[8]基于非线性流形学习的ISAR目标识别研究[J]. 何强,蔡洪,韩壮志,尚朝轩. 电子学报. 2010(03)
[9]基于GTD模型的目标二维散射中心提取[J]. 王菁,周建江,汪飞. 电子与信息学报. 2009(04)
[10]基于不规则三角网格剖分的非均匀起伏月球表面SAR成像模拟[J]. 法文哲,徐丰,金亚秋. 中国科学（F辑:信息科学）. 2009(02)
博士论文
[1]基于ISAR像的雷达目标识别算法研究[D]. 王芳.南京理工大学 2017
[2]空中目标ISAR像特征提取与识别技术研究[D]. 唐宁.国防科学技术大学 2012
[3]合成孔径雷达回波仿真与图像模拟[D]. 夏伟杰.南京航空航天大学 2010
硕士论文
[1]基于移动激励FDTD方法的SAR回波仿真研究[D]. 王书承.哈尔滨工业大学 2019
[2]基于高频电磁算法的SAR和ISAR成像技术研究[D]. 管雨.西安电子科技大学 2018
[3]基于时域物理光学的SAR成像[D]. 赵伟.西安电子科技大学 2017
[4]动态目标SAR回波仿真与图像模拟[D]. 齐媛媛.南京航空航天大学 2017
[5]基于ISAR图像的舰船目标识别研究[D]. 朱鹏凯.哈尔滨工业大学 2016
[6]舰船目标的ISAR成像与识别[D]. 余为知.电子科技大学 2016
[7]基于GPU的SAR回波模拟与成像方法[D]. 张云骥.西安电子科技大学 2015
[8]SAR海面目标回波仿真测试系统设计与开发[D]. 杨莎莎.西安电子科技大学 2015
[9]典型背景目标SAR图像仿真[D]. 韦小杰.南京航空航天大学 2016
[10]机载SAR回波仿真与图像模拟[D]. 杨薇.电子科技大学 2014
本文编号：3105882
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