对海ISAR目标检测估计与宽带跟踪关键技术研究
发布时间：2023-01-15 14:52
逆合成孔径雷达（Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR）能够全天候、全方位地对海面进行探测搜索,获得舰船目标信息,同时可以对感兴趣的目标进行成像、特征提取和属性识别,对我国管辖海域、海岸带实施巡航监视,提升国家海防能力具有重要意义。本文以实际对海ISAR系统为平台,针对海杂波统计特性建模、海杂波中的目标检测、参数估计和成像模式下运动目标距离方位连续跟踪等关键技术进行了深入研究,主要内容如下:1.介绍了对海ISAR中常用的海杂波幅度分布,给出了相应的数学模型及参数估计方法。通过对大量实测数据的处理与定量分析,证明Gamma分布可用于X波段雷达海杂波幅度分布的建模,且其形状参数具有空间慢变特性。利用该分布对海杂波幅度进行建模,将有利于人们加深对海面散射机理的理解,丰富海杂波常用统计模型,也为后续海杂波中恒虚警（Constant False Alarm Rate,CFAR）检测算法设计奠定了基础。2.提出了两种适用于Gamma分布杂波背景的恒虚警检测器:基于最大似然估计的MLG-CFAR和基于加权幅度循环迭代的WAI-CFAR。理论分析证明MLG-CFAR...
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 ISAR的国内外研究概况
1.2.1 国外ISAR发展概述
1.2.2 国内ISAR发展概述
1.3 对海ISAR信号处理评述
1.3.1 海杂波统计特性分析
1.3.2 海面目标恒虚警检测方法
1.3.3 目标参数估计方法
1.3.4 目标跟踪方法
1.4 本文的主要研究内容
第2章 海杂波幅度统计特性分析
2.1 典型海杂波幅度分布
2.2 实测海杂波数据统计分析
2.2.1 试验雷达实测数据统计结果
2.2.2 IPIX雷达实测数据统计结果
2.3 本章小结
第3章 Gamma分布海杂波中目标恒虚警检测算法研究
3.1 引言
3.2 杂波空间模型
3.2.1 均匀杂波背景
3.2.2 非均匀杂波背景
3.3 基于最大似然估计的CFAR检测器
3.3.1 MLG-CFAR检测器介绍
3.3.2 MLG-CFAR检测器详细设计
3.3.3 MLG-CFAR性能分析
3.4 加权幅度循环迭代CFAR检测器
3.4.1 WAI-CFAR检测器介绍
3.4.2 WAI-CFAR检测器详细设计
3.4.3 WAI-CFAR性能分析
3.5 本章小结
第4章 对海ISAR目标参数估计方法研究
4.1 引言
4.2 基本信号处理方法
4.2.1 广义相参积累的数学模型
4.2.2 和差比幅单脉冲测角技术
4.2.3 基于ACAC方法的距离、径向速度估计数学原理
4.3 天线转动模式下目标参数估计方法
4.3.1 天线转动对目标参数估计的影响
4.3.2 目标参数估计方法
4.4 仿真结果、性能分析与讨论
4.4.1 角度估计
4.4.2 径向速度与距离估计
4.5 本章小结
第5章 基于目标宽带回波的距离方位自动跟踪方法研究
5.1 引言
5.2 RAT方法原理概述
5.2.1 距离跟踪
5.2.2 方位跟踪
5.3 基于质心算法的距离方位跟踪方法
5.3.1 质心算法原理概述
5.3.2 RATCA方法工作原理及应用
5.3.3 遗忘因子的选取准则分析
5.4 仿真结果、性能分析与讨论
5.4.1 跟踪精度结果与分析
5.4.2 RATCA算法的鲁棒性及偏差分析
5.4.3 RATCA算法中角误差估计的几点说明
5.5 本章小结
第6章 实测数据处理结果及分析
6.1 对海ISAR数据采集试验
6.2 目标检测结果与分析
6.3 目标参数估计结果与分析
6.3.1 参数估计结果
6.3.2 目标方位估计算法的工程化建议
6.4 基于宽带回波的目标距离、方位跟踪结果与分析
6.4.1 正常情况
6.4.2 特殊情况
6.4.3 连续跟踪与部分成像结果
6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于迭代加权L2/L1范数块稀疏信号重构的ISAR成像算法[J]. 冯俊杰,张弓. 计算机工程. 2018(11)
[2]基于RID序列的微动目标高分辨三维成像方法[J]. 惠叶,白雪茹. 雷达学报. 2018(05)
[3]一种低信噪比下稳健的ISAR平动补偿方法[J]. 李东,赵婷,宋伟,刘庆华,曾浩,张成祥. 电子学报. 2018(09)
[4]基于对称Gabor小波滤波的舰船目标识别方法[J]. 尚士泽,李明,侯颖妮. 现代雷达. 2017(10)
[5]空间轨道目标的逆合成孔径雷达成像质量分析[J]. 周叶剑,张磊,王虹现,邢孟道. 雷达学报. 2017(01)
[6]逆合成孔径雷达成像包络对齐性能评估方法研究[J]. 黄璐,王洋,金胜. 无线电工程. 2017(03)
[7]一种海面舰船目标ISAR成像时间段选择方法[J]. 高悦欣,李震宇,邢孟道,张子敬. 西安电子科技大学学报. 2017(02)
[8]相位补偿技术在和差单脉冲雷达中的应用[J]. 张梅仓,姬长华. 现代雷达. 2016(05)
[9]基于ISAR像的舰船目标识别技术研究[J]. 侯颖妮,杨予昊,李士国,江涛. 现代雷达. 2016(03)
[10]岸基ISAR系统设计与试验验证[J]. 孙龙,江凯,陈仁元,辛师勃. 空军预警学院学报. 2016(01)
博士论文
[1]基于信号处理新方法的机动目标ISAR成像算法研究[D]. 王超.哈尔滨工业大学 2015
[2]逆合成孔径雷达成像关键技术研究[D]. 汪玲.南京航空航天大学 2006
[3]舰载高频地波雷达目标检测与估值研究[D]. 谢俊好.哈尔滨工业大学 2001
硕士论文
[1]舰船目标的ISAR成像与识别[D]. 余为知.电子科技大学 2016
[2]基于ISAR图像的舰船目标的特征提取与识别[D]. 范凤霞.哈尔滨工业大学 2011
[3]高分辨ISAR的成像和检测技术研究[D]. 许仕海.电子科技大学 2005
本文编号：3731173
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 ISAR的国内外研究概况
1.2.1 国外ISAR发展概述
1.2.2 国内ISAR发展概述
1.3 对海ISAR信号处理评述
1.3.1 海杂波统计特性分析
1.3.2 海面目标恒虚警检测方法
1.3.3 目标参数估计方法
1.3.4 目标跟踪方法
1.4 本文的主要研究内容
第2章 海杂波幅度统计特性分析
2.1 典型海杂波幅度分布
2.2 实测海杂波数据统计分析
2.2.1 试验雷达实测数据统计结果
2.2.2 IPIX雷达实测数据统计结果
2.3 本章小结
第3章 Gamma分布海杂波中目标恒虚警检测算法研究
3.1 引言
3.2 杂波空间模型
3.2.1 均匀杂波背景
3.2.2 非均匀杂波背景
3.3 基于最大似然估计的CFAR检测器
3.3.1 MLG-CFAR检测器介绍
3.3.2 MLG-CFAR检测器详细设计
3.3.3 MLG-CFAR性能分析
3.4 加权幅度循环迭代CFAR检测器
3.4.1 WAI-CFAR检测器介绍
3.4.2 WAI-CFAR检测器详细设计
3.4.3 WAI-CFAR性能分析
3.5 本章小结
第4章 对海ISAR目标参数估计方法研究
4.1 引言
4.2 基本信号处理方法
4.2.1 广义相参积累的数学模型
4.2.2 和差比幅单脉冲测角技术
4.2.3 基于ACAC方法的距离、径向速度估计数学原理
4.3 天线转动模式下目标参数估计方法
4.3.1 天线转动对目标参数估计的影响
4.3.2 目标参数估计方法
4.4 仿真结果、性能分析与讨论
4.4.1 角度估计
4.4.2 径向速度与距离估计
4.5 本章小结
第5章 基于目标宽带回波的距离方位自动跟踪方法研究
5.1 引言
5.2 RAT方法原理概述
5.2.1 距离跟踪
5.2.2 方位跟踪
5.3 基于质心算法的距离方位跟踪方法
5.3.1 质心算法原理概述
5.3.2 RATCA方法工作原理及应用
5.3.3 遗忘因子的选取准则分析
5.4 仿真结果、性能分析与讨论
5.4.1 跟踪精度结果与分析
5.4.2 RATCA算法的鲁棒性及偏差分析
5.4.3 RATCA算法中角误差估计的几点说明
5.5 本章小结
第6章 实测数据处理结果及分析
6.1 对海ISAR数据采集试验
6.2 目标检测结果与分析
6.3 目标参数估计结果与分析
6.3.1 参数估计结果
6.3.2 目标方位估计算法的工程化建议
6.4 基于宽带回波的目标距离、方位跟踪结果与分析
6.4.1 正常情况
6.4.2 特殊情况
6.4.3 连续跟踪与部分成像结果
6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于迭代加权L2/L1范数块稀疏信号重构的ISAR成像算法[J]. 冯俊杰,张弓. 计算机工程. 2018(11)
[2]基于RID序列的微动目标高分辨三维成像方法[J]. 惠叶,白雪茹. 雷达学报. 2018(05)
[3]一种低信噪比下稳健的ISAR平动补偿方法[J]. 李东,赵婷,宋伟,刘庆华,曾浩,张成祥. 电子学报. 2018(09)
[4]基于对称Gabor小波滤波的舰船目标识别方法[J]. 尚士泽,李明,侯颖妮. 现代雷达. 2017(10)
[5]空间轨道目标的逆合成孔径雷达成像质量分析[J]. 周叶剑,张磊,王虹现,邢孟道. 雷达学报. 2017(01)
[6]逆合成孔径雷达成像包络对齐性能评估方法研究[J]. 黄璐,王洋,金胜. 无线电工程. 2017(03)
[7]一种海面舰船目标ISAR成像时间段选择方法[J]. 高悦欣,李震宇,邢孟道,张子敬. 西安电子科技大学学报. 2017(02)
[8]相位补偿技术在和差单脉冲雷达中的应用[J]. 张梅仓,姬长华. 现代雷达. 2016(05)
[9]基于ISAR像的舰船目标识别技术研究[J]. 侯颖妮,杨予昊,李士国,江涛. 现代雷达. 2016(03)
[10]岸基ISAR系统设计与试验验证[J]. 孙龙,江凯,陈仁元,辛师勃. 空军预警学院学报. 2016(01)
博士论文
[1]基于信号处理新方法的机动目标ISAR成像算法研究[D]. 王超.哈尔滨工业大学 2015
[2]逆合成孔径雷达成像关键技术研究[D]. 汪玲.南京航空航天大学 2006
[3]舰载高频地波雷达目标检测与估值研究[D]. 谢俊好.哈尔滨工业大学 2001
硕士论文
[1]舰船目标的ISAR成像与识别[D]. 余为知.电子科技大学 2016
[2]基于ISAR图像的舰船目标的特征提取与识别[D]. 范凤霞.哈尔滨工业大学 2011
[3]高分辨ISAR的成像和检测技术研究[D]. 许仕海.电子科技大学 2005
本文编号：3731173
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3731173.html
