海上目标ISAR成像时多径效应的影响及消除

摘要

逆合成孔径雷达(ISAR)能够对飞机、舰艇、天体等运动目标进行全天时、全天候、远距离成像，在战略防御、战术武器、反卫星侦察以及雷达天文学中都具有重要应用价值。ISAR在对海上航行的目标成像时，由于海面反射形成了镜像，引起多径效应。此时直达信号与反射信号同时进入天线，造成回波幅度与相位的变化，会对成像结果造成严重的影响。本文主要研究多径效应对ISAR成像的影响，并找出相应的消除算法。
　　本文首先对海上目标的ISAR成像进行了研究。第一步，从目标的反射模型和运动模型两方面进行建模。建立海上目标的模型本身十分复杂，但是本文主要讨论的是多径效应的影响，因此尽量简化模型。利用最简单的散射点模型，将舰船的转动近似成为正弦形式。接下来阐述了一种经典的 ISAR成像算法——距离-多普勒(R-D)算法，并对舰船成像的R-D算法进行推导，得到较理想的成像结果。最后简单介绍了散射点旋转走动及补偿的相关知识。
　　其次研究ISAR成像时多径效应对海上目标的影响。在这部分里，先详细介绍了多径效应的定义。为求简化问题，忽略噪声、漫反射等造成较小影响的因素，研究在理想情况下，多径效应对海上目标成像的影响。最后通过仿真，研究不同海况，不同参数条件下影响的程度如何。
　　然后研究多径效应的消除方法。本文主要研究两种消除方法，一种是基于图像熵的消除算法，另一种是基于图像切割的消除算法。首先进行理论分析，然后通过仿真实验来验证方法的正确性，利用图像熵来对消除后的图像进行评价，研究两种方法的限制条件、消除效率等。最后用实测数据来验证方法的可行性。

目录

海上目标ISAR成像时多径效应的 影响及消除

Multipath Effects and Cancellation for Sea Target in ISAR Image Reconstruction

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 引言

1.2 课题的背景和意义

1.3 课题国内外研究现状

1.4 本论文各部分主要研究内容

第2章 海上目标的建模及成像

2.1 引言

2.2 海上目标的运动特性分析及建模

2.3 海上目标的距离-多普勒成像原理

2.4 目标转动时散射点走动及其补偿

2.5 本章小结

第3章 多径效应对海上目标成像的影响

3.1 引言

3.2 多径效应的几何模型

3.3 多径效应对于海上目标ISAR成像的影响

3.4 本章小结

第4章 成像时多径效应的消除

4.1 引言

4.2 基于图像熵的多径效应消除方法

4.3 基于图像分割的多径效应消除方法

4.4 本章小结

结 论

参考文献

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致谢