艦載ISAR的成像研究.pdf

1、逆合成孔徑雷達(dá)(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)依靠發(fā)射寬頻帶信號(hào)實(shí)現(xiàn)距離向的高分辨,通過(guò)多普勒頻率分辨達(dá)到方位向的高分辨,從而實(shí)現(xiàn)二維上的高分辨。同時(shí) ISAR能夠在任何時(shí)候、任何天氣對(duì)遠(yuǎn)距離的各種運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)進(jìn)行成像,使其在各個(gè)方面都具有重要的應(yīng)用價(jià)值。ISAR一般固定在地面上，其雷達(dá)平臺(tái)是穩(wěn)定的,但是近年來(lái)人們開(kāi)始對(duì)艦載、車(chē)載等運(yùn)動(dòng)載體上 ISAR成像進(jìn)行研究。
　　本文對(duì)飛機(jī)目標(biāo)的

2、艦載ISAR成像進(jìn)行了深入研究。艦船在海浪的影響下存在六種自由度的運(yùn)動(dòng),而雷達(dá)固定在艦船上，所以雷達(dá)會(huì)跟隨船的運(yùn)動(dòng)發(fā)生相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。由于這種雷達(dá)平臺(tái)的不穩(wěn)定性,使得成像的結(jié)果受到很大的影響。
　　本文首先對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)成像模型進(jìn)行了研究,推導(dǎo)了基于轉(zhuǎn)臺(tái)模型的距離-多普勒成像算法。假定目標(biāo)只存在水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),建立了目標(biāo)的空間散射點(diǎn)模型,推導(dǎo)了旋轉(zhuǎn)矩陣?yán)碚?并應(yīng)用此旋轉(zhuǎn)矩陣原理得到了目標(biāo)的穩(wěn)定平臺(tái) ISAR成像仿真結(jié)果。并且詳細(xì)分析了艦船

3、在海浪影響下的運(yùn)動(dòng)形式,給出了艦船轉(zhuǎn)動(dòng)的角度表達(dá)式。
　　其次詳細(xì)分析了艦船在海浪影響下的六種運(yùn)動(dòng)形式,分析得到只有艦船存在偏航和俯仰運(yùn)動(dòng)的時(shí)候才會(huì)對(duì)成像產(chǎn)生影響。然后分別推導(dǎo)了經(jīng)典轉(zhuǎn)臺(tái)模型和飛機(jī)平穩(wěn)飛行時(shí)的回波形式,利用距離-多普勒算法(Range-Doppler Algorithm,RD算法)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行了艦載ISAR的成像仿真,仿真假定艦船在某一時(shí)刻只存在一種運(yùn)動(dòng)形式,即偏航或者俯仰,分別對(duì)不同艦船類(lèi)型在不同海況時(shí)進(jìn)行了距離-

4、多普勒成像仿真。仿真結(jié)果表明了雷達(dá)平臺(tái)偏航和俯仰運(yùn)動(dòng)對(duì)成像的影響。
　　然后提出將時(shí)頻成像技術(shù)應(yīng)用于艦載ISAR的成像中。時(shí)頻成像方法一般用來(lái)解決由于目標(biāo)的機(jī)動(dòng)飛行導(dǎo)致RD成像結(jié)果的模糊問(wèn)題,這里引用來(lái)解決雷達(dá)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)成像造成的影響。文中給出了兩種常用的時(shí)頻變換方法,詳細(xì)介紹了距離-瞬時(shí)多普勒成像算法的原理,并且利用不同的時(shí)頻變換方法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行了時(shí)頻成像仿真,仿真得到的圖像聚焦性良好,并且比較了時(shí)頻成像的結(jié)果和RD算法成像的結(jié)果