大转角ISAR高精度成像方法研究

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大转角逆合成孔径雷达(ISAR)凭借对观测目标观测积累时间较长的条件获取了目标更高精度的成像效果,在军民两用中经常被用于处理非合作目标信号,并进行高精度成像。大转角ISAR是指对于观测目标的某个散射点而言,其散射特性在观测角度范围内不再相同,而是发生相应的变化的情况。然而,由于大转角ISAR较长的观测时间,其观测目标转动状态多变复杂,同时散射各向异性明显对成像产生干扰,由此带来散射幅度与相位的复杂影响。就相位角度而言,散射相位与转动高阶相位叠加,对相位进行处理难度陡增;同时幅度受影响于散射特性各向异性因子,需进行对应处理方能改善成像质量。本文针对性地分析大转角ISAR的相位及散射特性,并分别提出对应的解决方法,本文工作具体如下:(1)从大转角ISAR散射特性出发,分析钻研大转角ISAR散射中心模型,着重剖析大转角下观测目标散射各向异性,并最后给出相应的大转角ISAR基于散射特性的成像方法;同时着手相位特性,对大转角ISAR散射相位带来的影响相对全面系统的建模,着重区别其与传统ISAR模型差异。(2)针对由长时间观测积累产生的敏感变化的大转角ISAR各向异性散射特性,本文提出了基于高斯散射划分的大转角ISAR子视角划分算法,将大转角ISAR观测目标散射能量经由高斯函数进行划分,散射能量高的子视角体现强散射特性部件,而波动较小的散射子视角则揭示了弱散射性几何部件,由此,大转角ISAR观测目标的整体各向异性散射得以相对完整的展现。最后,经过FEKO复杂散射目标仿真验证所提算法有效性。(3)为解决由观测目标转动状况多变复杂引起的大转角ISAR相位模型复杂的问题,本文提出了基于相位多项拟合的大转角ISAR最佳成像时间段算法,旨在通过其相位多项拟合后的相对线性分量,选取出相对线性度较高的相位,可代表目标转动状态相对简单平稳的最佳成像时间,进而实现大转角ISAR高精度成像。本文结合FEKO仿真验证所提算法的有效性。
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