逆合成孔径雷达成像及微动测量方法研究

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1、逆合成孔径雷达成像及微动测量方法研究曹军2016年1月中图分类号：TN957UDC分类号：621.39逆合成孔径雷达成像及微动测量方法研究作者姓名曹军学院名称信息与电子学院指导教师李枫答辩委员会主席胡程教授申请学位工学硕士学科专业信息与通信工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月ResearchonInverseSyntheticApertureRadarandMicro-MotionCandidateName：JunCaoSchoolorDepartment:SchoolofInformationand

2、ElectronicsFacultyMentor:FengLiChair,ThesisCommittee：Prof.ChengHuDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：SignalProcessingDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2016研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包

3、含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要逆合成孔径雷达可以全天时、全天候、远距离地获取目标的图像，在军民领域具有广阔的应用前景。本文主要研究了ISAR成像中的平动补偿算法和微动分析方法，内容概况如下：提出了无需脉冲压缩，用切比雪夫多项式拟合目标的运动曲线，在频域实现平动补偿的方法。由于切比雪夫多项式各项的正交性，切比雪

4、夫多项式的拟合效果优于泰勒多项式。使用匹配追踪的思想，求切比雪夫多项式的各个参数。然而，与一般离散参数空间的匹配追踪不同的是，速度、加速度等参数的取值区间是连续的，为此，本文利用了模拟退火算法实现了连续参数空间内最佳匹配原子的搜索。实测数据表明，基于匹配追踪的平动补偿方法可以获得比常用的基于最小熵的距离对齐算法更好的运动补偿效果。而为了实现长帧数的回波数据的平动补偿，本文采用了先分段进行距离对齐再拼接的方法，实际处理效果优于对长帧数回波数据的直接处理。本文针对ISAR图像中单一距离单元内主要存在单个散射点回波信号的情况

5、，提出了先进行转动补偿，再用余弦模型估计微动变化频率的方法。仿真的飞机回波分析验证了该方法的可行性，而实测数据处理表明，该方法可以提取出机翼散射点所在距离单元的微动信息。关键词：逆合成孔径雷达；距离对齐；微动提取；切比雪夫多项式；匹配追踪；模拟退火；泰勒多项式；I北京理工大学硕士学位论文AbstractInverseSyntheticApertureRadar(ISAR)canobtainimagesofnon-cooperativetargetswithall-weather,all-timeandfar-dista

6、ncecapabilities.ISARhasbroadapplicationprospectsinmilitaryandcivilianfields.Thisdissertationfocusesonresearchaboutalgorithmsforrangealignmentandmicro-dopplerextraction.Themainworkinthisdissertationcanbeshownasfollows.Thisdissertationproposesanideathatitisfeasibl

7、etouseChebyshevpolynomialstofitthetarget’strajectoryandaccomplishmotioncompensationinthefrequencydomainwithpulsecompression.BecausearthogonalitybetweentermsofChebyshevpolynomials,ChebyshevpolynomialsperformbetterthanTaylorpolynomials.ThecoefficientsofChebyshevpo

8、lynomialscanbeestimatedbyMatchingPursuit(MP).However,differentfromcommonMPproblemswithdiscreteparametersspace,theintervalsofparameterssuchasvelocityandaccelerationare