基于壓縮感知的isar抗干擾成像方法研究

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1、碩士學(xué)位論文基于壓縮感知的ISAR抗干擾成像方法研究RESEARCHONANTI-INTERFERENCEISARIMAGINGBASEDONCOMPRESSEDSENSING付夢(mèng)哈爾濱工業(yè)大學(xué)2016年7月國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類號(hào):TN958.2學(xué)校代碼:10213國(guó)際圖書(shū)分類號(hào):621.396.75.969密級(jí):公開(kāi)工程碩士學(xué)位論文基于壓縮感知的ISAR抗干擾成像方法研究碩士研究生:付夢(mèng)導(dǎo)師:宿富林教授申請(qǐng)學(xué)位:工程碩士學(xué)科:電子與通信工程所在單位:電子與信息工程學(xué)院答辯日期:2016年7月授予學(xué)位單位:哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TN958.2U.

2、D.C.:621.396.75.969DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONANTI-INTERFERENCEISARIMAGINGBASEDONCOMPRESSEDSENSINGCandidate:FuMengSupervisor:Prof.SuFulinAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringElectronicsandCommunicationSpecialty:EngineeringSchoolofElectronicsandAffilia

3、tion:InformationEngineeringDateofDefence:July,2016Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要在復(fù)雜的現(xiàn)代電磁環(huán)境下,ISAR在工作過(guò)程中難免會(huì)受到各種干擾,使得ISAR無(wú)法成像或者混淆真假目標(biāo)。本文主要針對(duì)兩種常見(jiàn)的干擾進(jìn)行了研究,一是當(dāng)目標(biāo)上被放置某種形式的微動(dòng)部件時(shí),微動(dòng)部分會(huì)對(duì)回波形成復(fù)雜的調(diào)制而產(chǎn)生微多普勒效應(yīng)。此效應(yīng)會(huì)影響目標(biāo)的成像處理,在目標(biāo)的ISAR圖象中形成干擾。二是在ISAR成像過(guò)程中,常會(huì)

4、受到虛假目標(biāo)的欺騙干擾,但是這種方法是在完全得到雷達(dá)發(fā)射信號(hào)的工作參數(shù)的前提下才能進(jìn)行有效的干擾,如果雷達(dá)采用捷變頻技術(shù),就可有效防止敵方偵收到正確的載頻等信號(hào)參數(shù),這樣就能夠大大提高雷達(dá)抗干擾的能力。由于干擾會(huì)造成目標(biāo)主體回波數(shù)據(jù)存在缺失,此時(shí)若采用距離—多普勒算法來(lái)成像,得到ISAR圖象質(zhì)量較差,由于壓縮感知算法具有能夠從少量數(shù)據(jù)中恢復(fù)的特點(diǎn),本文提出了基于壓縮感知的ISAR抗干擾成像算法。首先,本文介紹了ISAR轉(zhuǎn)臺(tái)成像原理及經(jīng)典的RD成像算法,及壓縮感知算法的基本原理,然后利用RD算法對(duì)仿真飛機(jī)目標(biāo)進(jìn)行了ISAR成像。接著,本文在轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)模型的基礎(chǔ)上建立

5、了典型的轉(zhuǎn)臺(tái)上微動(dòng)運(yùn)動(dòng)模型,在轉(zhuǎn)臺(tái)回波模型基礎(chǔ)上,得到了微動(dòng)散射點(diǎn)的回波模型。并結(jié)合理論分析和計(jì)算機(jī)仿真,對(duì)各種形式微動(dòng)影響ISAR的成像質(zhì)量進(jìn)行了分析研究。根據(jù)在一維距離象上微動(dòng)散射點(diǎn)與靜止散射點(diǎn)回波的不同,提出了基于壓縮感知的抑制微多普勒效應(yīng)的成像方法。該方法通過(guò)計(jì)算一維距離象的波形熵,取出含有微動(dòng)散射點(diǎn)的距離單元組成子圖象,把子圖象中能量大的回波去除掉,利用CS算法從剩余回波中恢復(fù)出原始的二維ISAR圖象。通過(guò)對(duì)仿真數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的處理,驗(yàn)證了此方法的有效性和可行性。最后,本文分析了在捷變頻ISAR系統(tǒng)中存在著多普勒頻率捷變以及方位向無(wú)法壓縮等問(wèn)題。為解決

6、這些問(wèn)題,本文在分析捷變頻ISAR回波相位特性的基礎(chǔ)上,對(duì)在三個(gè)載頻間隨機(jī)捷變的雷達(dá)進(jìn)行仿真成像。由于在單個(gè)載頻下,可視其為部分回波缺失,由于回波信號(hào)具有稀疏性,提出了基于壓縮感知的方位壓縮算法,得到恢復(fù)后的全回波數(shù)據(jù),然后采用經(jīng)典的RD算法成像,該方案能夠提高距離向的分辨率。通過(guò)仿真驗(yàn)證了該方法的有效性和可行性。關(guān)鍵詞:逆合成孔徑雷達(dá);抗干擾;壓縮感知;微多普勒效應(yīng);捷變頻-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文AbstractInthemoderncomplexelectromagneticenvironment,ISARintheworkprocesswill

7、inevitablybesubjecttovariousdisturbanceswhichwouldcausethequalityofISARimagingdeclineorcannotconfusethetrueandfalsetargets.Thisarticlefocusedontwocommontypesofinterference,andthefirstiswhenthetargetisplacedonsomeformofmicrocomponents,micropartwillreturntoformcomplexmodulationandprodu

8、cemicro-Dopp

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