在低俯仰角下的ISAR成像方法

摘要

成像技术是雷达的一种新的功能，它是近半个世纪以来发展起来的一项在军事和民用方面都具有实用价值的高新技术，已经取得了较为广泛的应用。虽然ISAR成像的研究起步较晚，但现在国内外已经对ISAR有了很深入的研究。然而对低俯仰角下的ISAR成像方法一直是一个难以圆满解决的难题，究其原因是雷达工作在低俯仰角时，回波数据会受到多径效应的干扰，成像效果大打折扣。本文就是以此为课题的出发点，展开对在低俯仰角下的ISAR成像方法的研究。
　　文中首先介绍了国内外雷达成像及多径效应的研究现状，在第二章讨论了ISAR成像的基本原理，定义了转台成像模型，并且对ISAR的一些基本问题进行了简要的分析。
　　针对多径效应的问题，首先建立海面低空目标的几何模型，分析了目标、镜像和雷达之间的几何对应关系。再专门针对海面反射（包括镜面反射和漫反射）系数的特性进行了细致的研究，得出了一系列的结论性成果。然后分析波束调制对低俯仰角下ISAR成像的影响，这将会对抑制多径效应产生指导性的意义。在本章的最后提出抑制多径效应的三种思路。
　　结合前面的ISAR系统，继续分析在低俯仰角下的雷达回波成像时受多径效应的影响机理，找出了产生多径效应的作用因子，这就是使ISAR成像结果中除了一个真实的像外，还有两个虚像的原因。针对仿真数据提出消除作用因子的方法：利用模拟退火算法搜索以二维图像熵作为目标函数最优解的参数估计方法；对于实测数据，选用工程中常用的“初像-分离-二次成像”的办法，得出了可以接受的成像结果。
　　本文在最后的结论中总结了得出的成果，同时也说明了方法的不足之处，点明了有待于今后进一步研究的问题。

目录

在低俯仰角下的ISAR 成像方法

ISAR IMAGING METHOD AT LOW ELEVATION ANGLES

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究状况及分析

1.2.1 雷达成像发展状况

1.2.2 雷达系统中多径效应研究的发展状况

1.3 本文主要研究内容

1.4 本文结构安排

第2章 ISAR基本原理及平动补偿问题

2.1 引言

2.2 ISAR成像基本原理

2.2.1 ISAR成像模型

2.2.2 距离向及方位向分辨单元

2.2.3 脉冲压缩

2.3 ISAR的平动补偿

2.3.1 包络对齐

2.3.2 相位校正

2.4 ISAR的成像算法

2.5 本章小结

第3章 多径效应模型的建立与分析

3.1 多径效应建模分析

3.2 反射系数对多径效应的影响

3.2.1 镜面反射和漫反射

3.2.2 反射系数对多径效应的影响

3.3 多径效应的影响

3.3.1 多径效应影响因子

3.3.2 多径效应与波束调制的关系

3.3.3 多径效应对雷达方程的影响

3.4 对多径效应的抑制

3.5 本章小结

第4章 抑制多径效应的ISAR成像方法

4.1 在多径效应影响下的ISAR成像

4.2 利用模拟退火算法对多径效应的抑制

4.2.1 抑制多径效应的方法

4.2.2 利用模拟退火算法搜索目标函数最优解

4.3 利用二次成像法对多径效应的抑制

4.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢