多分量線性調頻信號分析與ISAR成像.pdf

1、逆合成孔徑雷達(ISAR)能夠全天時，全天候、遠距離獲得非合作運動目標(如飛機、艦船、衛(wèi)星等)的精細圖像，具有重要的軍用和民用價值，因此受到了廣泛重視并得到了迅速的發(fā)展，而ISAR研究對象也已經(jīng)從最初的平穩(wěn)運動目標擴展到各種復雜運動目標，這些復雜運動目標的回波信號通常是非平穩(wěn)的，很多情況下可以近似為多分量線性調頻信號。此時傳統(tǒng)的RD算法已不再適用，必須針對目標回波特點，采用合適的時頻分析方法，獲得目標各散射點正確的時頻結構，從而進行成像

2、處理。本文圍繞ISAR中出現(xiàn)的幾類多分量線性調頻信號，主要研究了高速目標、機動目標和多運動目標ISAR成像。 目標的高速運動會導致距離色散現(xiàn)象，產(chǎn)生目標距離像的畸變和ISAR成像的散焦，本文針對高速運動目標回波是調頻斜率相同的多分量LFM信號的特點，提出了瞬時距離像的概念，利用短時傅立葉變換(STFT)和最小熵準則消除了高速運動的距離色散效應，通過瞬時距離－多普勒成像處理獲得了清晰的ISAR圖像。 在飛機一類惰性較大的目

3、標作機動飛行時，在ISAR成像的短時間內，同一距離單元的回波可近似看成多分量線性調頻信號的疊加，且調頻斜率各不相同。本文先利用局域波分解方法將每個距離單元的回波分解為若干個線性調頻信號，然后再進行Wigner-Ville變換(WVT)，獲取目標的瞬時多普勒譜，進而實現(xiàn)目標的二維成像。該處理方法不僅避免了WVT交叉干擾項的產(chǎn)生，而且在保持WVT的高時頻分辨能力的同時減少了計算量。 當多個目標位于同一波束內且在距離上無法分辨時，采用

4、單目標運動補償方法難以使多個目標同時聚焦，成像質量較差。由于在較短的成像時間內，各目標同一脈內采樣點回波近似為調頻斜率相同的多分量LFM的疊加，不同目標對應的調頻斜率不同，基于以上特點，本文提出兩種方法進行回波分離：基于重排的SPWVD(RSPWVD)和Hough變換估計各目標回波參數(shù)，進行回波分離：利用局域波分解方法直接將多目標回波分解成各單目標回波信號的組合，最后對各個單目標回波進行ISAR成像，獲得了各目標清晰的二維圖像。