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《西安电子科技大学》 2011年
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空天目标逆合成孔径雷达成像新方法研究

白雪茹  
【摘要】:空天目标(aerospace target)即航空和航天目标,它包含大气层中飞行的飞机、飞艇等航空目标和在稠密大气层外,距离地球表面100公里以上宇宙空间中的人造飞行器和空间碎片等航天目标。通过对空天目标的逆合成孔径雷达(ISAR)成像,能够获得其运动态势和各种结构特征,为目标分类、识别和编目提供有力的技术支撑。因此,空天目标ISAR成像技术在国家安全和发展方面发挥着重要作用。现在ISAR成像技术已发展到较高水平,但由于空天目标的特殊性,尚有不少问题有待解决,本论文主要针对这些问题进行研究,主要问题有:具有旋转部件目标和自旋目标的ISAR成像、稀疏频带和稀疏孔径ISAR成像、群目标ISAR成像等。这些问题已分别列入国家自然科学基金“多维度微波成像信息处理研究”、“微多普勒分析与目标微动成像技术”和“863”课题“空间目标雷达宽带特性测量与成像研究”等项目的研究中。 论文的内容可概括为如下六个部分: 为便于说明研究工作的已有基础,第一部分扼要介绍了ISAR成像的基本原理,并对现有的基本ISAR成像方法进行了总结和归纳。 第二部分研究了具有旋转部件目标的ISAR回波分离和二维成像算法。建立了具有旋转部件目标的ISAR成像模型,并根据目标回波的特征提出一种有效的成像流程以获得刚体部分和旋转部件的全面信息。在旋转部件与刚体回波分离方面,提出了基于复数经验模态分解(CEMD)和低调频率匹配滤波的分离方法。在旋转部件二维成像方面,提出了基于实数逆-Radon变换(RIRT)和复数逆-Radon变换(CIRT)的成像方法,并对算法的性能进行了分析。针对所提算法在实际应用中可能遇到的问题,提出了相应的解决方法。通过对仿真数据和实测数据的处理验证了相关算法的有效性。 第三部分研究了自旋目标的窄带雷达ISAR成像方法。根据自旋目标的窄带雷达回波特征,提出了基于窄带复数后向投影的自旋目标窄带雷达成像算法,并推导了算法的分辨率。针对高速旋转目标回波通常存在方位欠采样的情况,根据压缩感知(CS)理论和目标回波的稀疏性特点,提出基于正交匹配追踪(OMP)的自旋目标窄带雷达成像算法,从而提高了窄带雷达对目标的成像和识别能力。最后,将该算法向自旋目标宽带雷达ISAR成像进行了推广。 第四部分研究了空间自旋目标宽带三维ISAR成像方法。根据自旋散射点回波在距离-慢时间域具有正弦包络和相位这一特征,提出基于宽带复数后向投影的自旋目标三维高分辨ISAR成像算法。由于采用了全回波相干积累,该方法具有较高的分辨率和抗加性噪声性能。根据光滑进动锥体的电磁特征,建立了其ISAR成像的回波模型,并研究了光滑进动锥体的动态电磁仿真方法。根据其距离-慢时间域回波的正弦特征,应用宽带复数后向投影算法得到了进动锥体电磁仿真回波的三维ISAR图像。为解决单站雷达不能对自旋目标三维ISAR图像横向定标的问题,提出一种基于双基ISAR构型的自旋目标三维成像和图像定标方法。 第五部分研究了稀疏频带和稀疏孔径成像。针对空间高速运动目标的稀疏频带ISAR成像问题,在建立其成像几何模型和信号模型的基础上,分析了目标高速运动对不同频带一维距离像和方位像的影响,并提出了有效的补偿算法。在此基础上,提出一种基于空缺数据填补和散射点特征参数估计的稀疏频带成像方法。针对稀疏孔径成像问题,根据块状、随机两种缺损形式对应的回波特点,提出一种方位稀疏孔径成像算法。对于块状缺损的方位回波,提出一种有效的包络对齐方法。根据稀疏信号重构理论,以过冗余字典的互相关为依据进行算法选择。在互相关较小时,采用基追踪(BP)算法得到方位像;对于互相关较大时的块状缺损数据,则采用缺损数据幅度-相位估计(GAPES)算法进行成像。仿真和实测数据的成像结果验证了相应算法的有效性。 第六部分研究了群目标的ISAR成像。针对机动群目标成像,提出一种参数化的匀加速直线运动群目标ISAR成像方法。由于该方法采用参数化方法进行精确的平动补偿,因此所得群目标图像聚焦良好。此外,由于不需要对子目标的一次相位项进行分别补偿,因此降低了参数搜索的运算复杂度。针对旋转群目标成像,建立了旋转群目标匀速直线运动时的ISAR成像模型,提出一种有效的、结合平动补偿的旋转群目标三维成像方法。同时,该方法能够估计出散射点后向散射系数随雷达视角的变化特征,因此能够得到对目标更完整的描述。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN957.52

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【引证文献】
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1 袁斌;徐世友;刘洋;陈曾平;;基于复数经验模式分解的非旋转对称空间进动目标回波分离及成像研究[J];电子与信息学报;2013年01期
2 田彪;刘洋;徐世友;陈曾平;;基于几何绕射理论模型高精度参数估计的多频带合成成像[J];电子与信息学报;2013年07期
3 陈刚;顾红;苏卫民;邵华;;空时不等效对MIMO雷达采用ISAR技术成像影响的分析[J];电子与信息学报;2013年08期
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1 艾小锋;双基地雷达弹道目标成像与特征提取方法研究[D];国防科学技术大学;2012年
2 黄雅静;大转角目标ISAR成像技术研究[D];国防科学技术大学;2013年
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1 刘玉景;太赫兹雷达ISAR成像技术研究[D];电子科技大学;2012年
2 宋扬;空间锥体目标的成像与参数估计方法研究[D];西安电子科技大学;2014年
【参考文献】
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1 白雪茹;孙光才;周峰;邢孟道;保铮;;基于旋转角反射器的ISAR干扰新方法[J];电波科学学报;2008年05期
2 邬小青,朱兆达;同时运动补偿和雷达成象[J];电子学报;1991年01期
3 保铮,邓文彪,杨军;ISAR成像处理中的一种运动补偿方法[J];电子学报;1992年06期
4 王根原;保铮;;逆合成孔径雷达运动补偿中包络对齐的新方法[J];电子学报;1998年06期
5 保铮,王根原,罗琳;逆合成孔径雷达的距离─瞬时多普勒成像方法[J];电子学报;1998年12期
6 王根原,保铮;一种基于自适应Chirplet分解的逆合成孔径雷达成像方法[J];电子学报;1999年03期
7 孙长印,保铮;雷达成像近似二维模型及其超分辨算法[J];电子学报;1999年12期
8 保铮,孙长印,邢孟道;机动目标的逆合成孔径雷达成像原理与算法[J];电子学报;2000年06期
9 邹虹,保铮;一种有效的基于Chirplet自适应信号分解算法[J];电子学报;2001年04期
10 陈文驰;;一种适用于编队目标的ISAR成像处理实现方法[J];电子学报;2006年06期
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1 曹攀;高分辨ISAR成像中运动补偿技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
【共引文献】
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1 武拥军;吴先良;;双站移不变SAR成像的一种通用等效单站RD算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年05期
2 彭劲松;秦永元;严恭敏;;OpenGL在雷达图像实时显示中的应用[J];兵工自动化;2006年01期
3 王长青;王新民;史晓丽;;编队飞行器的雷达角闪烁特性及其应用研究[J];兵工学报;2008年12期
4 孙蒙;王正明;;零现场子样下目标识别率的融合评估方法[J];兵工学报;2009年05期
5 田贤峰;方广有;;基于移动干扰站的合成孔径雷达干扰研究[J];兵工学报;2010年01期
6 朱劼昊;周建江;汪飞;吴杰;;一种核主分量分析重构的雷达目标识别方法[J];兵工学报;2010年06期
7 谢宜壮;朱柏承;汪精华;;星载SAR实时成像处理系统结构设计[J];兵工学报;2010年S2期
8 井长青;张永福;;多波段高分辨率星载合成孔径雷达成像处理方法研究[J];北京测绘;2011年02期
9 周荫清,何岷,陈杰,李春升;基于星上实时信号处理机的Chirp Scaling算法实现方法[J];北京航空航天大学学报;2005年02期
10 苏东林;曾国奇;刘焱;王国玉;;运动目标RCS特性分析[J];北京航空航天大学学报;2006年12期
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1 杨海粟;磨国瑞;张江华;刘婷;;雷达导引头DBS回波信号模拟仿真[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
2 盛蔚;毛士艺;袁运能;杨晨阳;;一种时频二维信号分析方法及其在合成孔径雷达检测多个运动目标中的应用[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
3 廖汉程;毛士艺;;SAR数字图像后处理系统的硬件与软件设计[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
4 金添;常文革;;基于迭代加权散射重心的包络对齐方法[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
5 甘荣兵;王建国;何川;;对合成孔径雷达的弹射式干扰性能分析[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
6 赵哲;许人灿;陈曾平;;一种改进的ESPRIT成像算法[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
7 杜琳琳;黄小红;许人灿;陈曾平;;基于瞬态极化WV分布的距离对准新方法[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
8 杨剑;陈曾平;刘万全;;基于多DSP的雷达成像处理平台设计[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
9 黄艺毅;王军锋;刘兴钊;;双站ISAR成像算法的研究[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
10 祝本玉;薛磊;史军军;;基于ULAM混沌的ISAR干扰技术研究[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
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1 刘吉英;压缩感知理论及在成像中的应用[D];国防科学技术大学;2010年
2 王力宝;多输入多输出合成孔径雷达关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
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4 贺思三;微动目标高分辨雷达信号建模及特征提取[D];国防科学技术大学;2010年
5 李康乐;雷达目标微动特征提取与估计技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
6 杨科锋;移变双基地SAR特性与成像方法研究[D];国防科学技术大学;2009年
7 李金梁;箔条干扰的特性与雷达抗箔条技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
8 赖涛;星载多通道SAR高分辨宽测绘带成像方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 常宇亮;瞬态极化雷达测量、检测与抗干技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 向道朴;微多普勒回波模拟与微动特征提取技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
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1 史卫平;DInSAR技术及其在矿区地面沉降监测中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
2 崔盈慧;基于障碍物智能识别的人机融合汽车安全预警研究[D];郑州大学;2010年
3 姚冰;合成孔径声纳成像及目标检测与识别技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 罗卿莉;测绘困难区域星载干涉SAR基线估计与地理编码技术研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 魏钜杰;复杂地形区域合成孔径雷达正射影像制作方法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 韩延磊;SAR和CALIPSO数据反演海面风速[D];中国海洋大学;2010年
7 张红敏;多基线InSAR数据仿真及其相位解缠技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
8 佘沛;直扩系统中宽带非线性调频干扰抑制技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
9 刘桢;基于极化信息的SAR地物分类技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
10 黎庆;星载SAR信道建模与回波检测性能研究[D];电子科技大学;2011年
【同被引文献】
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1 刘爱芳,朱晓华,陆锦辉,刘中;基于离散匹配傅里叶变换的逆合成孔径雷达成像算法[J];兵工学报;2004年04期
2 刘爱芳,朱晓华,陆锦辉,刘中;基于离散匹配傅里叶变换的高速运动目标逆合成孔径雷达距离像补偿[J];兵工学报;2004年06期
3 Peter G.Casazza;Ole Christensen;;RIESZ FRAMES AND APPROXIMATION OF THE FRAME COEFFICIENTS[J];Approximation Theory and Its Applications;1998年02期
4 韩宁;尚朝轩;董健;;小转角下空间目标双基地ISAR二维成像算法[J];传感器与微系统;2011年11期
5 张义安;;基于RSPWVD-Hough变换的多运动目标ISAR成像[J];电讯技术;2010年01期
6 尚朝轩;韩宁;董健;张大伟;;合作空间目标双基地ISAR图像畸变分析及校正方法[J];电讯技术;2012年01期
7 朱小鹏;张群;罗迎;李宏伟;;基于调频连续波的双基逆合成孔径雷达研究[J];电波科学学报;2011年04期
8 芮力;蒋涛;汤子跃;;岸基双基地雷达ISAR舰船成像时间选择[J];电光与控制;2011年01期
9 司伟建;郭雪妍;;基于四阶累积量的信源数估计新方法[J];弹箭与制导学报;2012年02期
10 李晋;皮亦鸣;杨晓波;;太赫兹频段目标微多普勒信号特征分析[J];电子测量与仪器学报;2009年10期
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1 杨予昊;自旋目标运动成像与静止目标凝视成像方法及关键技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
2 李军;高分辨二维和三维ISAR成像方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 丁小峰;基于窄带信息的弹道中段目标特性反演技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
4 胡杰民;复杂运动目标高分辨雷达成像技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
5 霍凯;基于OFDM新体制雷达信号的微动目标特征提取研究[D];国防科学技术大学;2011年
6 叶钒;基于信号稀疏表示的ISAR目标特性增强技术[D];国防科学技术大学;2011年
7 马梁;弹道中段目标微动特性及综合识别方法[D];国防科学技术大学;2011年
8 张焕颖;高速运动目标ISAR成像方法研究[D];西安电子科技大学;2007年
9 赵锋;弹道导弹防御跟踪制导雷达探测技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
10 李新波;基于LPFT的多项式相位阵列信号处理理论与方法研究[D];吉林大学;2009年
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1 梁福来;多频段合成成像技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
【二级引证文献】
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1 洪灵;戴奉周;刘宏伟;;一种基于二维运动重构的旋转对称目标拟规则进动参数估计方法[J];电子与信息学报;2014年07期
2 陈刚;顾红;苏卫民;王桁;;MIMO-ISAR匀加速旋转目标运动参数估计及性能分析[J];电子与信息学报;2014年08期
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1 赵晶晶;EMD和熵在高铁走行部故障诊断中的应用研究[D];西南交通大学;2014年
【二级参考文献】
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1 周峰;李亚超;邢孟道;保铮;;利用改进的LMS算法抑制时变SAR窄带干扰的研究[J];电波科学学报;2007年05期
2 白雪茹;孙光才;周峰;邢孟道;保铮;;基于旋转角反射器的ISAR干扰新方法[J];电波科学学报;2008年05期
3 邓文彪;旋转目标R-D成像处理方法的一些基本特性[J];电子科技大学学报;1990年01期
4 冷传航,付毓生,皮亦鸣,侯印鸣;逆合成孔径雷达(ISAR)干扰仿真研究[J];电子对抗技术;2005年05期
5 邹猛;对合成孔径雷达的干扰样式及功率分析[J];电子对抗技术;2005年06期
6 保铮,邓文彪,杨军;ISAR成像处理中的一种运动补偿方法[J];电子学报;1992年06期
7 殷勤业,倪志芳,钱世锷,陈大庞;自适应旋转投影分解法[J];电子学报;1997年04期
8 王根原,保铮,孙晓兵;基于匀加速多普勒频率模型的ISAR成像[J];电子学报;1997年06期
9 王根原;保铮;;逆合成孔径雷达运动补偿中包络对齐的新方法[J];电子学报;1998年06期
10 保铮,王根原,罗琳;逆合成孔径雷达的距离─瞬时多普勒成像方法[J];电子学报;1998年12期
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1 张兴敢;逆合成孔径雷达成像及目标识别[D];南京航空航天大学;2002年
2 周剑雄;光学区雷达目标三维散射中心重构理论与技术[D];国防科学技术大学;2006年
3 王琦;空间目标ISAR成像的研究[D];西安电子科技大学;2007年
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1 刘茜;对导弹目标的ISAR成像仿真分析[D];南京理工大学;2005年
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1 张直中;先进合成孔径雷达/逆合成孔径雷达成像及其特征分析[J];雷达科学与技术;2005年02期
2 田野;高建军;宿富林;;导弹目标逆合成孔径雷达成像的仿真[J];计算机仿真;2006年06期
3 崔瑞;薛磊;;噪声压制干扰对逆合成孔径雷达成像的影响分析[J];现代防御技术;2008年01期
4 樊妃九;杨博;蔡礼田;;逆合成孔径雷达成像仿真[J];电子测试;2012年01期
5 孟宪德,曹志道,宿富林;逆合成孔径雷达的系统补偿[J];电子科学学刊;1992年03期
6 皮亦鸣,黄顺吉;逆合成孔径雷达成象中距离校正的研究[J];电子科学学刊;1993年03期
7 皮亦鸣,黄顺吉,刘国庆;改进的逆合成孔径雷达相位基准选择方法[J];电子学报;1993年09期
8 朱兆达,佘志舜,张兴敢,邱晓晖;逆合成孔径雷达外场数据成象结果[J];数据采集与处理;1996年02期
9 张群,马长征,张涛,张守宏;干涉式逆合成孔径雷达三维成像技术研究[J];电子与信息学报;2001年09期
10 刘爱芳,朱晓华,陆锦辉,刘中;基于离散匹配傅里叶变换的高速运动目标逆合成孔径雷达距离像补偿[J];兵工学报;2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 李源;彭定之;蔡英武;;逆合成孔径雷达干扰研究[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
2 李源;;一种逆合成孔径雷达成像干扰方法[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年
3 张亚萌;袁运能;张陆元;李东斌;;逆合成孔径雷达的转动参数估计及运动补偿算法[A];第八届全国信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
4 李卫星;张月;林健智;陈曾平;;基于目标区域提取的快速包络对齐方法[A];全国第五届信号和智能信息处理与应用学术会议专刊(第一册)[C];2011年
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1 范录宏;逆合成孔径雷达成像与干扰技术研究[D];电子科技大学;2006年
2 尹治平;分数阶Fourier变换在逆合成孔径雷达成像处理中的应用[D];中国科学技术大学;2008年
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1 张燕飞;逆合成孔径雷达回波模拟技术[D];南京理工大学;2010年
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7 闫蓉;逆合成孔径雷达超分辨算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
8 杨晓光;逆合成孔径雷达成像方法与干扰方法的研究[D];西安电子科技大学;2010年
9 孔斌;逆合成孔径雷达运动补偿技术的研究[D];南京理工大学;2004年
10 邵兆宇;逆合成孔径雷达干扰技术研究[D];西安电子科技大学;2004年
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