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微波成像算法研究与仿真

王桦  
【摘要】:对空间运动目标的ISAR成像一直是人们关注和研究的重点,由于通过运动补偿后任意运动形式的目标都可以归结为旋转运动目标,所以旋转运动目标成像(转台成像)便成为ISAR成像的基础,因此转台成像的算法研究及其仿真便成为本论文的重点。 首先,本文介绍了ISAR成像的基本原理。基于旋转运动目标,介绍了转台成像的基本原理,其中包括理想目标的散射点模型和转台成像的数学模型。由于在ISAR成像系统中雷达通常发射线性调频波信号,故本文介绍了线性调频系统,其中包括脉冲压缩的两种常用方法,以及脉冲压缩后的加权处理等问题。此外,对于二维成像,距离向分辨率和方位向分辨率也是必须考虑的因素。 其次,本文介绍了两种ISAR成像的基本算法:R-D成像算法和极坐标格式重建算法。本文着重针对R-D成像算法,介绍了R-D成像算法的几何模型,讨论了基于一般回波模型的R-D成像算法和基于LFM波回波模型的R-D成像算法,以及R-D成像算法的适用条件。特别地,在R-D成像算法中,为了抑制旁瓣、提高成像质量,本文引入了对窗函数的讨论,为后续的成像仿真作以铺垫。 最后,本文采用R-D成像算法,用MATLAB仿真软件对不同形式的目标进行成像仿真。具体仿真步骤分为三步:第一步,通过成像仿真,讨论不同的窗函数对成像结果的影响;第二步,通过成像仿真,讨论不同的采样间隔对成像质量和成像效率的影响;第三步,引入一组米格-25飞机的官方回波仿真数据,验证MATLAB成像程序的可实施性。


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