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《西安电子科技大学》 2007年
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高速运动目标ISAR成像方法研究

张焕颖  
【摘要】: 成像雷达能够全天时、全天候、远距离地提供高分辨率雷达图像,在军用和民用领域得到了越来越广泛的应用。利用成像雷达对高速运动目标如导弹、卫星、空间碎片等进行成像具有重要的军事和科研价值。 本论文主要研究了高速运动目标的ISAR成像方法,分析了根据低速运动目标模型补偿高速运动目标回波引起的补偿误差及其影响;对线性调频步进信号的处理方法进行了深入研究;作为成像雷达的应用,提出了海面目标顶空检测与成像方法。具体工作概括如下: 1.总结了雷达信号处理中经常采用的三种回波模型:回波的精确模型、一阶近似模型和“stop-go”模型。根据雷达成像的特点推导了线性调频信号的一阶近似模型和“stop-go”模型的适用条件。 2.提出了基于“运动”参考去调频的高速目标高分辨ISAR成像的运动补偿方法。该方法的主要步骤为:首先估计目标的平动轨迹,并将回波补偿成以该轨迹为参考去调频的信号,从而完成目标距离像的脉冲内补偿和回波相干化;然后利用keystone变换消除散射点的越距离走动;再利用相位聚焦消除高阶运动参数补偿误差的影响;最后用RD算法或瞬时成像算法得到目标的ISAR像。这种方法的关键是目标运动轨迹的拟合,而拟合精度与积累脉冲数有关,给出了补偿精度与拟合脉冲数的关系。 3.研究了线性调频步进信号的合成距离像法以及基于合成距离像法的高速运动目标ISAR成像方法。为了克服合成距离像法中传统目标抽取算法存在的伪峰、抽取损失和多普勒耦合时移等问题,提出了基于距离像最大1范数搜索的移位抽取算法,并给出了应用该算法系统参数需要满足的条件和系统参数的设计方法。在此基础上,提出了线性调频步进雷达ISAR成像的分步补偿法。推导了成像过程中雷达回波的一阶近似模型和“stop-go”模型的适用条件。 4.研究了线性调频步进信号的合成带宽法(时域合成带宽法和频域合成带宽法)以及基于合成带宽法的高速运动目标ISAR成像方法。提出了利用时域合成带宽法和频域合成带宽法处理高速运动目标回波时的运动补偿方法,并对传统的频域合成带宽法进行了改进,拓宽了频域合成带宽法的应用范围。分析了根据“stop-go”模型和一阶近似模型补偿回波引入的补偿误差。针对目标运动参数的精确估计问题,将SAR成像运动补偿中的多普勒中心估计算法引入到ISAR成像中,根据ISAR目标回波的特点对传统的多普勒中心估计算法进行了修正,使运动参数估计的精度达到带宽合成和ISAR成像的要求。 5.研究了相位编码信号的高速运动目标成像方法。分析了相位编码信号的“stop-go”模型和一阶近似模型的适用条件。提出了相位编码信号ISAR成像的运动补偿方法,即采用宽带相位编码信号和窄带线性调频信号结合的方式,窄带信号用来完成目标检测和测速,宽带信号用来提高测速精度和成像。 6.深入研究了海面目标顶空检测与成像问题。分析了海面目标顶空检测的难点,提出顶空情况下对目标和海面同时ISAR成像,再在图像中分离海杂波是解决这个问题有效途径。给出了顶空成像的海面监视范围。重点讨论了顶空成像的运动补偿方法、距离弯曲校正方法和图像分割方法。给出了利用单脉冲测角获得目标三维图像的方法和步骤。
【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】:2007
【分类号】:TN958

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 陈文驰;刘飞;;一种低信噪比下的ISAR成像实现方法[J];电波科学学报;2010年03期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 杨明磊;微波稀布阵SIAR相关技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
2 顾翔;雷达成像的电磁场仿真与超分辨成像算法研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2009年
3 李亚超;ISAR目标运动参数估计及成像技术研究[D];西安电子科技大学;2008年
4 秦国栋;微波稀布阵SIAR参数估计及相关技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
5 戴奉周;宽带雷达信号处理[D];西安电子科技大学;2010年
6 许述文;窄带、宽带雷达机动目标检测技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 富艳琴;复杂运动群目标分辨及成像识别研究[D];西安电子科技大学;2010年
2 刘天鹏;宽带DRFM相参性分析与对抗技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 路也;平流层空间探测技术研究[D];北京邮电大学;2011年
4 姜沛;两种宽带雷达的SAR成像方法及试验应用[D];国防科学技术大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 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
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3 李春升,陈杰,周荫清;机载多通道天线SAR自适应杂波抑制[J];电子学报;2000年03期
4 雷文,龙腾,韩月秋;调频步进雷达运动目标信号处理的新方法[J];电子学报;2000年12期
5 邢孟道,保铮,郑义明;用整体最优准则实现ISAR成像的包络对齐[J];电子学报;2001年S1期
6 邢孟道,保铮;基于运动参数估计的SAR成像[J];电子学报;2001年S1期
7 李真芳,保铮,王彤,廖桂生;基于实测数据的地面慢速动目标检测[J];电子学报;2003年09期
8 白霞;毛士艺;袁运能;;时域合成带宽方法:一种0.1米分辨率SAR技术[J];电子学报;2006年03期
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10 保铮,叶炜;ISAR运动补偿聚焦方法的改进[J];电子学报;1996年09期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 马长征;雷达目标三维成像技术研究[D];西安电子科技大学;1999年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨洁茹;王春;;折叠式宽带信道化电子对抗接收机的设计与实现[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年06期
2 赵博;钱正祥;黄晓雷;;无人机载SAR技术应用研究综述[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2009年01期
3 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
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5 赵夕彬;;固态脉冲功率放大器脉冲波形顶降的研究[J];半导体技术;2009年04期
6 党立坤;王小念;苏福;;机载合成孔径雷达对地面防空力量的威胁及干扰对策研究[J];兵工自动化;2008年10期
7 郭强,陶然,王越,周思永;利用接收电视信号的多站系统进行目标定位以克服距离模糊[J];兵工学报;2002年03期
8 郭强,陶然,王越,周思永,单涛;电视信号的模拟及其模糊函数分析[J];兵工学报;2004年06期
9 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
10 陆锦辉;弹载脉冲多普勒雷达目标模拟器宽带频率跟踪方法设计[J];兵工学报;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张涛;马长征;张群;张守宏;;线性调频步进信号成像技术研究[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
2 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
3 王磊;赵川;刘峥;;多频连续波雷达通道均衡研究[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
4 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
5 曹敏;付耀文;姜卫东;黎湘;庄钊文;;基于FRFT的空间目标一维距离成像新方法[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
6 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
7 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
8 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
9 张子善;黎向阳;张汉华;;一种改进的极坐标波数域圆迹SAR三维成像算法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
10 陈志勇;付耀文;黎湘;;实时SAR欺骗干扰系统研究[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 唐艳红;基于航海雷达的海浪遥测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王根原;机动目标的逆合成孔径雷达成像研究[D];西安电子科技大学;1998年
3 罗琳;逆合成孔径雷达成像方法的实验研究[D];西安电子科技大学;1998年
4 王俊;微弱目标信号积累检测的方法研究[D];西安电子科技大学;1999年
5 马长征;雷达目标三维成像技术研究[D];西安电子科技大学;1999年
6 廖学军;基于高分辨距离像的雷达目标识别[D];西安电子科技大学;1999年
7 卢光跃;逆合成孔径雷达(ISAR)成像技术的改进[D];西安电子科技大学;1999年
8 郑义明;SAR/ISAR运动补偿新方法研究[D];西安电子科技大学;2000年
9 邹虹;多分量线性调频信号的时频分析[D];西安电子科技大学;2000年
10 孙长印;SAR/ISAR超分辨成像研究[D];西安电子科技大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨毅;FMCW雷达高度表数字信号处理技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
2 陈磊;激光测风雷达回波信号处理技术的研究[D];长春理工大学;2010年
3 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
4 李婧琳;基于探地雷达的刚性路面板下脱空系统识别方法[D];郑州大学;2010年
5 田守东;基于雷达图像的目标检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 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
7 刘肖宇;基于CCD的光学水下声源探测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 游文婷;基于谱相关的通信和雷达信号识别方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 韩延磊;SAR和CALIPSO数据反演海面风速[D];中国海洋大学;2010年
10 蒋玉英;电磁波仓外探测小麦水分含量反演研究[D];河南工业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李述为;高梅国;傅雄军;;生命探测雷达回波信号处理与仿真[J];兵工学报;2008年06期
2 朱亚平,沈庭芝,王卫江,张颖;穿墙雷达系统中信号检测的新算法[J];北京理工大学学报;2005年08期
3 王卓;曾昭发;张代国;郑圣谈;徐铮伟;;基于解析方法计算频散层状介质的探地雷达响应[J];吉林大学学报(地球科学版);2007年S1期
4 杨志国,彭世蕤,胡林华;3bits相位量化数字储频信号加权分析[J];电讯技术;2002年05期
5 宋华,李禹;超宽带穿墙探测雷达的运动目标检测技术[J];电讯技术;2004年06期
6 范录宏;黄顺吉;侯印鸣;;基于HH变换的非平稳运动目标的ISAR成像[J];电波科学学报;2006年04期
7 赵建宏;杨建宇;熊金涛;彭卫;;回波越距离单元走动的MTD研究[J];电波科学学报;2007年03期
8 张晓燕;盛新庆;;地下目标散射的并行FDTD计算[J];电波科学学报;2007年06期
9 崔艳鹏;胡建伟;杨绍全;;一种基于SVM的超分辨成像算法研究[J];电波科学学报;2009年03期
10 朱彬;刘爱华;吴成宾;;I/Q通道相位不一致对LFM脉压性能的影响[J];电子科技大学学报;2007年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马长征;雷达目标三维成像技术研究[D];西安电子科技大学;1999年
2 郑义明;SAR/ISAR运动补偿新方法研究[D];西安电子科技大学;2000年
3 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
4 姜正林;低分辨ISAR成像及干涉技术应用研究[D];西安电子科技大学;2001年
5 邓平;蜂窝网络移动台定位技术研究[D];西南交通大学;2002年
6 郭春生;InSAR成像算法研究[D];南京航空航天大学;2002年
7 邢孟道;基于实测数据的雷达成像方法研究[D];西安电子科技大学;2002年
8 张翠;高分辨率SAR图像自动目标识别方法研究[D];国防科学技术大学;2003年
9 陆立明;星载合成孔径雷达目标检测技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
10 岳海霞;合成孔径雷达回波信号模拟研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张祥坤;成象雷达高度计的成象模拟与试验数据处理研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2002年
2 陈文驰;复杂环境下的ISAR成像研究[D];西安电子科技大学;2003年
3 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
4 肖洪梅;微弱激光脉冲信号的相关检测[D];电子科技大学;2004年
5 李海滨;调频步进信号及逆合成孔径雷达成像方法研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2005年
6 陈强;天波超视距雷达系统仿真[D];南京理工大学;2006年
7 刘晓宏;高距离分辨成像雷达的信号分析与处理[D];西安电子科技大学;2006年
8 张欢;基于实测数据的斜视SAR成像算法研究[D];西安电子科技大学;2006年
9 富雷雷;基于数字射频存储器的干扰调制研究[D];电子科技大学;2007年
10 刘勇;基于DRFM的PD雷达干扰技术及其实现[D];国防科学技术大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邵玉卓;陶建锋;董会旭;陶利波;;米波MIMO制导雷达抗隐身目标关键技术[J];飞航导弹;2011年05期
2 臧博;郭睿;张磊;唐禹;邢孟道;;基于ISAIL稀疏性的相位校正算法[J];电子学报;2011年06期
3 钱江;孙光才;李凉海;邢孟道;;一种多通道SAR地面快速目标高概率检测方法[J];电波科学学报;2011年02期
4 何劲;张群;罗迎;朱小鹏;邓冬虎;;线性调频步进信号雷达目标运动参数估计方法[J];电波科学学报;2012年02期
5 陈秀伟;张云华;张祥坤;;弹道导弹的ISAR回波模拟[J];空军工程大学学报(自然科学版);2011年01期
6 李宗亭;董鹏曙;王得伟;张光辉;;稀布阵综合脉冲孔径雷达方程及应用分析[J];空军雷达学院学报;2011年05期
7 郑建成;王党卫;马晓岩;陶松波;;弹头目标的ISAR回波特性分析[J];空军雷达学院学报;2011年06期
8 陈秀伟;张云华;张祥坤;;一种基于PC和FPGA的通用中频雷达回波模拟器[J];空间科学学报;2012年02期
9 臧博;张磊;唐禹;邢孟道;;利用压缩感知的逆合成孔径激光雷达成像新方法[J];西安电子科技大学学报;2010年06期
10 刘峻池;杨明磊;陈伯孝;;微波稀布阵雷达发射阵列的幅相误差校正[J];现代雷达;2011年02期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 张娟;MIMO雷达信号检测与参数估计算法研究[D];西安电子科技大学;2009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
3 徐浩;基于空间谱理论和时空两维随机辐射场的雷达成像研究[D];中国科学技术大学;2011年
4 许述文;窄带、宽带雷达机动目标检测技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
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6 夏宇垠;宽带雷达目标时域检测算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 韩婧;微波稀布阵雷达目标检测技术的设计与实现[D];西安电子科技大学;2010年
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6 王文辉;宽带雷达相参积累方法研究[D];电子科技大学;2011年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 余志舜,朱兆达;逆合成孔径雷达横向距离定标[J];电子学报;1997年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王根原;机动目标的逆合成孔径雷达成像研究[D];西安电子科技大学;1998年
2 罗琳;逆合成孔径雷达成像方法的实验研究[D];西安电子科技大学;1998年
3 马长征;雷达目标三维成像技术研究[D];西安电子科技大学;1999年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李宝柱;袁起;何佩锟;毛二可;;一种利用宽带信号对弹道目标成像和跟踪的方法[J];系统工程与电子技术;2009年07期
2 赵锋;陆旭东;穆贺强;;用滤波方法实现ISAR成像包络对齐[J];系统工程与电子技术;2008年07期
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9 谢晓春;张云华;;基于压缩感知的二维雷达成像算法[J];电子与信息学报;2010年05期
10 罗迎;张群;夏荣青;郭英;;对线性调频步进信号ISAR成像系统的相干干扰技术[J];现代防御技术;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
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4 本报专稿 林寒;德国天基侦察系统建成[N];世界报;2008年
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7 春明;俄火箭送德谍星上天[N];中国国防报;2006年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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7 丁金闪;双基合成孔径雷达成像方法研究[D];西安电子科技大学;2009年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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6 翟伟伟;相参MIMO雷达信号处理研究[D];南京航空航天大学;2010年
7 贾勇;穿墙雷达成像技术研究[D];电子科技大学;2010年
8 王海峰;多频段合成雷达成像技术[D];南京理工大学;2012年
9 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
10 陆朋;合成孔径雷达实时成像技术研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2003年
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