低信噪比下的ISAR成像技术研究

【摘要】：低信噪比下的逆合成孔径雷达(ISAR)成像是空间目标监视领域中的重点和难点问题,具有重要的理论意义和应用价值。本文针对低信噪比下ISAR成像技术的特点和难点,从低信噪比下的高速运动补偿、低信噪比下的一维距离像预处理以及低信噪比下的自聚焦三个方面展开研究,以为国家导弹防御系统建设提供技术支持。在绪论中,首先阐述了低信噪比下ISAR成像技术的研究背景及意义,以美国为代表回顾了空间目标高分辨雷达的发展,随后概述了ISAR成像技术的研究现状,最后介绍了论文开展的工作和结构安排。在低信噪比下的高速运动补偿中,针对高速运动目标的特点,建立了基于线性调频信号(LFM)的宽带雷达回波模型,定量分析了高速运动动对一维距离像的影响。针对高速运动严重影响一维距离像质量的问题,分别提出了基于立方相位函数(CPF)和基于累积立方相位函数(ICPF)的高速运动补偿方法。最后通过仿真数据和暗室测量数据验证了这两种方法的有效性。在低信噪比下的一维距离像预处理中,建立了高斯白噪声条件下目标一维距离像模型,并对匹配滤波器(MF)进行推广,提出了类匹配滤波器(PMF)的概念。在此基础上提出了基于类匹配滤波器的一维距离像预处理方法,以提高目标一维距离像的信噪比。最后通过―mig25‖飞机仿真数据和―yak42‖飞机实测数据验证了该方法的有效性,试验结果表明,基于类匹配滤波器的一维距离像预处理方法能提升目标一维距离像信噪比5-12dB。在低信噪比下的自聚焦中,针对目前广泛应用的最小熵自聚焦算法运算效率低的问题,分别提出了基于牛顿迭代、简化牛顿迭代、牛顿-莎马斯基迭代的最小熵自聚焦算法,推导了各算法的迭代更新表达式,并分析了算法复杂度。最后通过―mig25‖飞机仿真数据和某民航飞机实测数据验证了这三种最小熵自聚焦方法的有效性,试验结果表明,本文方法与目前广泛应用的最小熵自聚焦方法相比,运算效率提高5-10倍。最后对全文工作进行了总结,并给出了下一步研究方向。
【关键词】：逆合成孔径雷达(ISAR)成像 低信噪比 速度补偿 立方相位函数 累积立方相位函数 类匹配滤波器 一维距离像预处理 自聚焦
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN957.52