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空天目标ISAR成像关键技术研究

黄翔飞  
【摘要】:逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,简称ISAR)是一种能够全天候、全天时获取目标高分辨率图像的雷达,它通过雷达与目标之间的相对运动合成虚拟天线孔径,可以得到卫星、导弹、飞机等高机动性目标的精细ISAR图像。空天目标包括各类航空飞行器和航天目标。随着航空航天技术的高速发展,空天目标的多样性、分布范围、威胁系数与日俱增,使得空天目标环境变得更加复杂。研究空天目标ISAR成像能够有效获取空天目标的结构特征和运动情况,可以为空天目标识别和战略预警提供有力的技术支持,因而空天目标ISAR成像技术对于空天环境安全具有重大意义。基于以上背景,本文重点研究了空天目标ISAR成像的关键技术,主要工作如下:论文第一章为绪论。首先介绍了空天目标ISAR成像的研究背景和意义,然后对国内外的研究情况作了说明,最后阐述了ISAR成像原理并介绍了本文的主要内容。论文第二章研究了空天目标ISAR回波模拟技术。首先分析了空天目标ISAR成像系统的特性,然后提出了一种基于卫星工具包软件(Satellite Tool Kit,简称STK)的空天目标ISAR回波模拟方法。论文第三章研究了一种改进的微动目标ISAR成像算法。建立了微动目标ISAR成像系统,以章动导弹作为研究对象,着重分析了微动目标的多普勒频率变化特性,提出了一种改进的微动目标ISAR成像算法。论文第四章研究了空天目标的ISAR成像面预测。在基于STK的空天目标ISAR回波模拟的基础上,首先分析了空天目标在飞行轨道上的运动情况及其自身的微动特性,分析了成像面法矢量的计算,然后研究了两种成像面预测方法—散射点旋转投影法和距离多普勒映射法。论文第五章研究了空天目标ISAR最优成像时间选择算法。首先分析了空天目标ISAR回波的特性,研究了基于多普勒展宽估计的ISAR最优成像时间选择算法和基于图像对比度估计的ISAR最优成像时间选择算法,然后研究了一种结合多普勒展宽估计和图像对比度的ISAR最优成像时间选择算法。论文第六章为结束语,对本文工作进行了总结,并对后续的研究进行了展望。


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