ISAR成像的橫向定標(biāo)算法研究.pdf

1、逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR)是一種高分辨率成像雷達(dá)，能夠?qū)︼w機(jī)、導(dǎo)彈、艦船和天體等目標(biāo)進(jìn)行成像，在軍事和民用方面都有很重要的意義。ISAR采用大帶寬的雷達(dá)發(fā)射信號(hào)獲得目標(biāo)的高分辨縱向距離像，通過(guò)相干處理時(shí)間內(nèi)目標(biāo)相對(duì)雷達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的多普勒頻率獲得目標(biāo)橫向距離像。由于ISAR成像的目標(biāo)多數(shù)為非合作目標(biāo)，其運(yùn)動(dòng)軌跡比較復(fù)雜，而ISAR成像是利用目標(biāo)相對(duì)雷達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)，不同運(yùn)動(dòng)軌跡目標(biāo)相對(duì)雷達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的變化，會(huì)對(duì)成像帶來(lái)不同的影響。而且，在對(duì)目標(biāo)進(jìn)行成像

2、的過(guò)程中，有確定的縱向分辨的同時(shí)，無(wú)法保證ISAR成像的橫向分辨與其相一致，這是成像所不希望的。因此，如何能夠確定成像的橫向分辨率，而且選擇合適的采樣點(diǎn)數(shù)，使其與縱向分辨率保持一致，是ISAR技術(shù)的一方面的研究課題。這對(duì)進(jìn)一步獲取正確的目標(biāo)像和進(jìn)行雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別具有一定的實(shí)用價(jià)值。
　　本文研究的主要內(nèi)容是如何確定ISAR成像的橫向分辨率問(wèn)題，也就是在ISAR研究領(lǐng)域的橫向定標(biāo)問(wèn)題。文中采用濾波的方法，對(duì)雷達(dá)所觀測(cè)的目標(biāo)軌跡進(jìn)行有效

3、的去噪、平滑處理。并由處理后的軌跡數(shù)據(jù)，計(jì)算目標(biāo)相對(duì)雷達(dá)視線的總轉(zhuǎn)角變化。在已知雷達(dá)波長(zhǎng)的情況下，確定ISAR成像的橫向分辨率，得到ISAR成像的橫向定標(biāo)結(jié)果。文章的具體內(nèi)容可分為以下四方面：
　　首先，闡述了ISAR成像的原理，尤其是ISAR成像的橫向分辨率確定及橫向定標(biāo)原理，并從對(duì)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡估計(jì)的角度出發(fā)，給出ISAR橫向定標(biāo)的解決方案。
　　其次，針對(duì)ISAR成像的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行建模說(shuō)明。分別仿真了ISAR成像過(guò)程中常

4、見(jiàn)的非合作目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡形式，對(duì)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了建模，建立了目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的常速模型、常加速模型以及機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)彎的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型。
　　然后，從雷達(dá)觀測(cè)的距離，方位角，俯仰角出發(fā)，深入研究了基于目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡模型下的空間位置濾波算法、αβ?濾波算法、αβγ??濾波算法、卡爾曼濾波相關(guān)算法對(duì)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行濾波，得到了目標(biāo)較為平滑的估計(jì)軌跡信息。
　　最后，從目標(biāo)的估計(jì)軌跡的位置信息中，計(jì)算目標(biāo)相對(duì)雷達(dá)視線在相干處理時(shí)間內(nèi)的總轉(zhuǎn)角，求得IS