机载ISAR舰船目标成像和航向转动角估计算法研究

摘要

逆合成孔径雷达（Inverse Synthetic Aperture Radar,简称ISAR）是一种高分辨率成像雷达，其主要作用是解决非合作运动目标的探测成像问题，且具有远距探测、全天候、全天时工作的特点，在军事和民用领域均有广泛应用。本文着重研究了机载ISAR舰船目标成像信号处理和成像面预测算法，以及ISAR图像中目标航向转角估计方法。论文主要工作如下：
　　第一章是绪论，首先简述了ISAR技术的国内外发展及现状，阐述了本文研究的背景和意义，并且对几种ISAR雷达系统进行了介绍，并概述了本文的主要工作内容。
　　第二章主要分析了机载ISAR舰船目标成像信号模型及图像投影平面的推测算法。在成像机理的基础上，对舰船目标回波信号模型进行了详细论述及数学推导；在此基础上，研究了目标图像投影平面选取方法，给出了二种舰船目标ISAR成像图像投影平面验证方法，即几何映射算法和距离多普勒重构算法；最后，把这二种算法确定的目标图像投影平面，与直接处理得到的ISAR图像进行了比对分析，验证了算法的正确性。
　　第三章讨论了ISAR运动补偿技术，包括ISAR距离对准和相位补偿技术。在ISAR转台成像原理的基础上，分别研究了几种机载ISAR舰船目标成像的距离对准技术和相位补偿方法，并将这些方法应用于两组舰船目标实测数据，结合ISAR图像质量的三个量化标准对结果进行了分析，给出了它们在机载ISAR舰船目标成像中的优缺点。
　　第四章主要研究了机载ISAR舰船目标成像航向转动角估计算法。在获得目标ISAR图像的基础上，利用二维傅里叶变换的旋转不变性和极坐标映射关系，推导了一种基于极坐标描述的航向转动角估计方法；此外，研究了利用Radon变换把二维ISAR图像进行参数转换，形成了一种基于Radon变换的航向转动角估计算法；文末，完成了舰船目标仿真回波数据的处理，验证了这二种目标转动角估计方法的有效性。
　　第五章是结束语，对全文的工作进行了总结，并对今后的研究方向进行了展望。

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注释表

缩略词

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 逆合成孔径雷达技术的发展与现状

1.3 本文研究背景和几种ISAR雷达系统简介

1.4 论文主要内容

第二章 机载ISAR舰船目标回波信号模型和图像投影平面分析

2.1 引言

2.2 机载ISAR舰船目标成像机理

2.3 舰船目标回波信号模型

2.4 舰船目标ISAR成像平面

2.5 转动矢量分析

2.6 舰船点目标ISAR成像图像投影平面验证方法

2.7 仿真结果与分析

2.8 本章小结

第三章 舰船目标ISAR成像信号处理

3.1 引言

3.2 ISAR转台成像原理

3.3 ISAR运动补偿

3.4 实测数据验证与分析

3.5 本章小结

第四章 舰船目标ISAR图像中航向转动角估计方法

4.1 引言

4.2 基于二维傅里叶变换的航向转动角估计

4.3 基于 Radon变换的航向转动角估计

4.4 两种航向转动角估计算法性能对比与分析

4.5 本章小结

第五章 结束语

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文