机载ISAR舰船目标成像和航向转动角估计算法研究

发布时间：2017-09-26 03:26

  本文关键词：机载ISAR舰船目标成像和航向转动角估计算法研究

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【摘要】：逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,简称ISAR)是一种高分辨率成像雷达,其主要作用是解决非合作运动目标的探测成像问题,且具有远距探测、全天候、全天时工作的特点,在军事和民用领域均有广泛应用。本文着重研究了机载ISAR舰船目标成像信号处理和成像面预测算法,以及ISAR图像中目标航向转角估计方法。论文主要工作如下:第一章是绪论,首先简述了ISAR技术的国内外发展及现状,阐述了本文研究的背景和意义,并且对几种ISAR雷达系统进行了介绍,并概述了本文的主要工作内容。第二章主要分析了机载ISAR舰船目标成像信号模型及图像投影平面的推测算法。在成像机理的基础上,对舰船目标回波信号模型进行了详细论述及数学推导;在此基础上,研究了目标图像投影平面选取方法,给出了二种舰船目标ISAR成像图像投影平面验证方法,即几何映射算法和距离多普勒重构算法;最后,把这二种算法确定的目标图像投影平面,与直接处理得到的ISAR图像进行了比对分析,验证了算法的正确性。第三章讨论了ISAR运动补偿技术,包括ISAR距离对准和相位补偿技术。在ISAR转台成像原理的基础上,分别研究了几种机载ISAR舰船目标成像的距离对准技术和相位补偿方法,并将这些方法应用于两组舰船目标实测数据,结合ISAR图像质量的三个量化标准对结果进行了分析,给出了它们在机载ISAR舰船目标成像中的优缺点。第四章主要研究了机载ISAR舰船目标成像航向转动角估计算法。在获得目标ISAR图像的基础上,利用二维傅里叶变换的旋转不变性和极坐标映射关系,推导了一种基于极坐标描述的航向转动角估计方法;此外,研究了利用Radon变换把二维ISAR图像进行参数转换,形成了一种基于Radon变换的航向转动角估计算法;文末,完成了舰船目标仿真回波数据的处理,验证了这二种目标转动角估计方法的有效性。第五章是结束语,对全文的工作进行了总结,并对今后的研究方向进行了展望。
【关键词】：合成孔径雷达(ISAR) 舰船目标 运动补偿 成像面分析 航向转角 参数估计 Radon变换
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN957.52
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注释表11-12
• 缩略词12-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 引言13
• 1.2 逆合成孔径雷达技术的发展与现状13-15
• 1.3 本文研究背景和几种ISAR雷达系统简介15-18
• 1.4 论文主要内容18-19
• 第二章 机载ISAR舰船目标回波信号模型和图像投影平面分析19-37
• 2.1 引言19
• 2.2 机载ISAR舰船目标成像机理19-21
• 2.3 舰船目标回波信号模型21-24
• 2.4 舰船目标ISAR成像平面24-26
• 2.5 转动矢量分析26-27
• 2.6 舰船点目标ISAR成像图像投影平面验证方法27-29
• 2.6.1 几何映射法27-28
• 2.6.2 距离多普勒重构法28-29
• 2.7 仿真结果与分析29-35
• 2.7.1 舰船模型29-31
• 2.7.2 舰船点目标仿真几何关系和相关参数31-32
• 2.7.3 几何映射法仿真32-34
• 2.7.4 距离多普勒重构法仿真34-35
• 2.8 本章小结35-37
• 第三章 舰船目标ISAR成像信号处理37-51
• 3.1 引言37
• 3.2 ISAR转台成像原理37-40
• 3.3 ISAR运动补偿40-43
• 3.3.1 距离对准方法41-42
• 3.3.2 相位补偿方法42-43
• 3.4 实测数据验证与分析43-50
• 3.4.1 实测数据距离对准结果与分析43-45
• 3.4.2 实测数据相位补偿结果与分析45-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第四章 舰船目标ISAR图像中航向转动角估计方法51-73
• 4.1 引言51
• 4.2 基于二维傅立叶变换的航向转动角估计51-59
• 4.2.1 基于二维傅立叶变换的航向转动角估计算法51-56
• 4.2.2 模拟舰船目标仿真56-59
• 4.3 基于Radon变换的航向转动角估计59-65
• 4.3.1 Radon变换59-61
• 4.3.2 基于Radon变换的航向转动角估计算法61-62
• 4.3.3 模拟舰船目标仿真62-65
• 4.4 两种航向转动角算法性能对比与分析65-71
• 4.4.1 二维傅立叶变换处理结果65-69
• 4.4.2 Radon变换处理结果69-71
• 4.5 本章小结71-73
• 第五章 结束语73-75
• 参考文献75-78
• 致谢78-79
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 李宁;汪玲;;一种改进的ISAR图像方位向定标方法[J];雷达科学与技术;2012年01期

2 保铮，王根原，罗琳;逆合成孔径雷达的距离─瞬时多普勒成像方法[J];电子学报;1998年12期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 汪玲;ISAR运动补偿技术研究[D];南京航空航天大学;2003年

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本文编号：921209