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《逆合成孔徑雷達成像方法與干擾方法的分析-(6197)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2逆合成孔徑雷達成像方法與干擾方法的研究1．2lSAR的發(fā)展史和現狀ISAR與SAR幾乎是同步發(fā)展的。在60年代初，在Brown領導下的WillowRun實驗室就開展了旋轉目標成像的研究【51。在60年代末，寬帶的線性調頻信號及高穩(wěn)定度的相干雷達技術已經成熟，使相干雷達對轉臺上縮比模型進行成像獲得了成功16]。Walker從1970年起開展旋轉目標成像方面的研究。他的研究工作導致了對距離．多普勒成像理論更明確的闡述。在70年代末和80年代初，利用旋轉目標成像原理，成功的獲得了金星表面的高分辨率雷達圖像。1978年，C．C．Chen等人利用地面
2、雷達對直線和彎道飛行的目標(飛機)進行了成像研究，獲得了令人鼓舞的成像結果并且對信號預處理、距離曲率、距離校準以及運動補償等問題均作了分析和研究。1987年，Wehner對SAR和ISAR的基本理論和現存的實際問題給出了較明確的論述。另外，在1987年的一篇文獻上報道了由美國海軍實驗室的科學家研制成功的ISAR技術可使機載雷達顯示出海面上艦船的輪廓，由此，可用于識別其類型和進行分類。這種新型ISAR技術首次應用于新德克薩斯儀器公司制造的APS一137(V)雷達中，這是作為海軍LockheedS--3A到S_3B升級的一部分。不僅如此，這種新型
3、雷達還將裝備到海軍LoekheedP--3飛機上。美國國防部在1989年向國會提交的“關鍵技術計劃”年度報告中，把ISAR作為發(fā)展高靈敏雷達的要項目，說明ISAR己經進入美國軍事應用領域12J。國內的ISAR研究起步相對較晚。1988年，在國家高科技發(fā)展計劃(863計劃)的支持下，國內幾個主要從事雷達研究的高校和研究所開展了ISAR技術的研究工作并對運動補償方法進行了深入的研究。同時轉動補償(MTRC補償)的問題在雷達成像之始就受到人們的重視，西安電子科技大學雷達信號處理重點實驗室成像小組做了很多工作，1999通過對回波信號的3階近似實現了M
4、TRC的補償[71；2002年深刻分析了產生MTRC的原因并運用Keystone變換對其進行7"Ib償【81：2004年發(fā)表了回波信號的相干處理方法，并在方位向的處理中提出了快速Keystone變換的應用【9】。從目前了解的情況看，我國對ISAR的研究，雖然取得了很多成果，但是和國外先進水平相比，尤其在ISAR成像實用化方面，還有一定的差距。1．3本文的主要內容本文以基本的ISAR信號處理為起點，全面闡述了ISAR的成像和干擾，主要第一章緒論分為五章：第一章，簡述本文的研究背景和意義，介紹了ISAR的發(fā)展史和現狀。第二章，從基本的Walker
5、模型入手，分析了ISAR的回波信號。接著詳細介紹了雷達信號的匹配濾波，并以在實際中廣泛應用的線性調頻信號為例，給出了匹配濾波的仿真，從而可以直觀地看出，采用發(fā)射線性調頻信號、在接收時采用匹配濾波這種方法，可以很好的解決發(fā)射機功率限制與距離分辨率的矛盾。最后，給出了線性調頻信號的一個特殊處理方式：解線頻調處理，大大簡化了運算量。第三章，首先介紹了ISAR的轉臺成像模型，分析了ISAR成像的基本原理，即通過分析距離向和方位向的頻譜來得到目標的空間散射函數的估計值。緊接著，引出目標的普遍運動形式：除了目標與雷達的相對轉動以外，還有平動。這個平動分量
6、會引起相鄰回波之間的延時變化和相位變化。延時變化會導致一維距離像錯位；相位變化會產生多普勒頻移，影響后面成像時的頻譜分析。這就是進行運動補償的意義。運動補償分為兩步：距離對準和相位補償。前者是為了消除相鄰回波間的延時變化；后者是為了消除相位變化。這時對補償后的回波直接做頻譜分析成像，就是距離多普勒(R-D)算法。該章最后給出了仿真結果，可以直觀的看出，沒有經過運動補償的成像幾乎無法辨認，而運動補償后的成像效果十分良好。第四章，在分析前一章距離多普勒(R．D)算法的適用范圍時，闡述了MTRC(散射點越距離單元走動)現象產生的原因，從而研究了極坐
7、標格式算法，即PFA方法。目標回波嚴格意義上說是存放在一個扇形區(qū)域里，在小轉角下，目標散射點在相干時間內沒有穿越一個距離單元，可以把這個扇形區(qū)域等效為矩形區(qū)域，直接對距離向和方位向做頻譜分析成像，這就是第三章中的線性距離多普勒算法。而在大轉角下，MTRC現象十分嚴重，直接做頻譜分析成像效果很差，所以必須將數據從扇形區(qū)域轉存到矩形區(qū)域中。這個過程可以通過插值來實現。本章最后給出了仿真結果，可以發(fā)現在大轉角下，距離多普勒(R．D)算法成的像出現了嚴重的MTRC現象，而經過PFA插值算法處理后則基本消除了MTRC現象，成像效果良好。第五章，主要探討
8、對ISAR的干擾技術。首先簡要介紹了雷達干擾的分類。接著通過分析ISAR的雷達方程，知道相對于對普通雷達的干擾，對ISAR干擾需要更大的功率。接著研究了三種對ISA
