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逆合成孔径雷达成像及目标识别

张兴敢  
【摘要】:逆合成孔径雷达(ISAR)是一种高分辨成像雷达,能够获取更多的目标信息。国际上对ISAR的研究已经取得很多成果,但真正投入应用的报道很少。雷达目标识别是国防上急需解决的一个重要问题,解决途径之一是用ISAR对目标进行二维成像,基于目标像进行目标识别。ISAR是大带宽雷达,制造成本高,在短期内大规模应用比较困难。将ISAR技术用于窄带相参雷达,实现高的横向距离分辨(横向一维成像),可以解决目前国防上尚待解决的目标架次分辨的问题。本文研究一维ISAR成像处理,二维ISAR实时成像以及基于ISAR二维像的目标识别,有利于推动ISAR的应用,不仅在国防上有非常重要的意义,在航空管制、港口监视等民用领域也有广阔的应用前景。 文中一维ISAR成像处理、二维ISAR实时成像、基于ISAR二维像的目标识别研究均用外场数抓进行了验证,给出了结果。论文共有七章和一个附录,内容如下: 第一章介绍ISAR二维成像和实时成像,ISAR一维成像以及目标自动识别的基本概念,并概述全文内容。 第二章研究一维ISAR成像方法,包括距离对准、相位补偿的几种计算方法、单目标成像和多目标成像。给出用相位差分计算相位补偿参数的方法。分析了近似刚性多目标成像和非刚性多目标成像的差别,给出了成像方法和外场数据成像结果。 第三章研究ISAR目标运动参数估计。提出横向一维像快速定标方法和切向速度计算方法。研究用目标移动速度和多普勒频移相结合克服测速误差大和速度模糊的矛盾。通过定标,能够准确估计目标尺寸,有利于分辨单目标和多目标或目标识别。 第四章研究目标架次识别。提出横向动态一维像的概念及其计算、显示方法,介绍基于横向动态一维像的目标架次识别方法及其相关问题。 第五章研究ISAR实时二维成像、图像后处理。讨论ISAR二维像实时成像的概念及其与SAR实时成像的差别。研究用软件实现非重叠实时成像方法。图像后处理包括图像连通处理、干扰条纹抑制、图像质心归一化等。其结果有利于图像特征提取,也符合光学图像的观察习惯。 第六章研究基于ISAR目标二维像的自动目标识别问题,研究了四种特征及其提取方法,人工神经网络的识别过程。外场数据验证表明,所述目标识别方法效果良好。 第七章对全文进行了总结,提出有待深入研究的工作 附录介绍384雷达用作一维ISAR的外场数据采集方案。研究数据采集系统正交误差、直流偏移、系统干扰和噪声的计算方法。给出外场数据分析结果。


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