机载火控雷达脉冲多普勒波束锐化成像研究

摘要

多普勒波束锐化(DBS)成像是目前机载火控雷达的一个重要模式，能在雷达空对地工作模式中提供载机前方大面积、高分辨力的雷达图像，在军事侦察、地形匹配导航和目标识别等方面有着广泛的应用，受到了国内外广泛的重视。 本论文围绕机载火控雷达多普勒波束锐化成像技术开展了研究工作，分析DBS成像原理和处理过程，仿真实现了机载雷达地面回波数据生成、实波束成像、DBS成像的处理过程。主要内容归纳如下： 1、从多普勒分辨理论出发分析了DBS高分辨成像机理，给出DBS成像处理过程。并对DBS成像和侧视SAR成像方式从原理和处理方式两方面做了对比。 2、深入讨论了DBS成像系统参数的选取原则，给出保持锐化比恒定的几种处理方案。 3、在研究雷达回波理论基础上，建立了机载雷达DBS回波仿真模型，给出回波生成的处理步骤。仿真结果证明该处理方法得到的回波能满足成像算法研究需要。 4、深入研究了DBS成像算法，包括预处理、多普勒滤波、图像拼接等处理过程的实现方法。对回波数据进行成像处理，得到了满意的成像效果。 5、实现了在科研项目“数字雷达仿真系统”中的应用，设计了其中地面成像模块的实现过程：读入地形图和系统参数，模拟雷达回波数据，实波束成像处理，多普勒波束锐化成像处理，返回雷达显示。测试结果表明，本模块的处理能达到项目规定的指标要求。 本论文对机载火控雷达多普勒波束锐化成像技术做了系统分析，并进行了计算机模拟，在系统仿真项目中得到了很好的应用。在多普勒锐化成像算法研究和机载雷达图像仿真方面具有一定的参考价值。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1多普勒波束锐化成像技术的发展概况

1.2多普勒波束锐化成像技术的国内外研究现状

1.3本课题研究背景和意义

1.3.1课题背景

1.3.2研究意义

1.4本文的结构安排

第二章DBS成像原理

2.1引言

2.2多普勒分辨理论

2.3侧视SAR原理

2.4 DBS的基本原理

2.4.1瞬态分析

2.4.2运动累积效应分析

2.5本章小结

第三章DBS成像处理过程

3.1引言

3.2接收信号的形式

3.3输入缓存区

3.3预处理过程

3.4多普勒滤波

3.5输出端处理

3.5.1坐标变换

3.5.2图像拼接

3.6本章总结

第四章DBS成像系统参数分析

4.1引言

4.2锐化比β的计算

4.3天线方位角θ扫描范围和扫描速度的限制

4.4脉冲重复频率fr的选取

4.5相干积累脉冲数N的选取

4.6保持锐化比恒定的处理方法

4.7本章小结

第五章DBS回波信号仿真

5.1引言

5.2地形图的产生

5.2.1人造目标设定

5.2.2二维图片映射成地形图

5.2.3数字高程模型建立三维地形模型

5.3 DBS回波理论模型

5.3.1点目标回波信号模型

5.3.2分布目标回波信号

5.3 DBS地面回波生成方法

5.3.1回波生成的基本原理

5.3.2回波生成的处理过程

5.4回波仿真结果及分析

5.5本章小结

第六章DBS成像仿真

6.1引言

6.2 DBS成像处理算法与流程

6.2.1子图像处理过程

6.2.2 DBS成像仿真实现

6.3成像仿真结果及分析

6.3.1成像算法验证

6.3.2参数选取对比

6.4 DBS成像在仿真系统中的实现

6.4.1地面成像模块完成的功能

6.4.2地面成像模块与其它模块的接口

6.4.3地面成像模块显示界面

6.5本章小结

第七章结束语

7.1本文工作总结

7.2下一步工作展望

致谢

参考文献

研究成果