转向目标逆合成孔径成像技术.pdf

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1、第34卷第10期2012年10月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．34．NO．10Oct．，2012转向目标逆合成孔径成像技术何心怡1，邓建辉1，蒋飚2(1．海军装备研究院，北京100161；2．杭少H应用声学研究所，浙江杭州310012)摘要：针对水中目标逆合成孑L径成像问题，建立了转向(旋转)运动目标的信号模型，研究提出了频域反向投影和等效圆周合成孔径2种逆合成孑L径成像方法。理论和仿真分析表明：频域反向投影法的原理清晰，易实现，成像质量较高；等效圆周合成孑L径法利用双线性内插和快速傅里叶变换，在逆合成孔径大小少

2、量损失的情况下，有效提高了计算效率。关键词：转向目标；逆合成孔径；坐标映射；双线性内插中图分类号：TN978文献标识码：A文章编号：1672—7649(2012)10—0069—04doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2012．10．014InversesyntheticapertureimagingofrotatingobjectsHEXin—yil，DENGJian．huil，JIANGBia02(1．NavalAcademyofArmament，Beijing100161，China；2．HangzhouAppliedAc

3、ousticsResearchInstitute，Hangzhou310012，China)Abstract：Aimedatinversesyntheticapertureimagingofobjectsinthewater，inthispaper，thesignalmodelofrotatingobjectsisconstructed，andtwoinversesyntheticapertureimagingmethodsareproposed，i．e．frequencydomainbackprojectionmethodandtheequival

4、entcircularsyntheticaperturemethod．Theoreticalandsimulationresultsshowthat，thefirstmethodisstraightforwardinprinciple，andimplementedsimplywithgoodimagingquality．ThesecondmethodwhichutilizesthebilinearinterpolationandthefastFouriertransformoperations，caneffectivelyimprovethecomp

5、utationalefficiencywiththeinversesyntheticaperturesizebesufferedalittle．Keywords：rotatingobjects；inversesyntheticaperture；coordinatemapping；bilinearinterpolation0引言合成孔径是目标不动、利用基阵的空间运动采样，通过相干处理合成远大于基阵物理孑L径的虚拟孔径，获得远大于物理孔径的方位分辨力和成像精度。合成孔径方法已成功应用于雷达和声呐等领域¨。21。合成孔径常用的工作模式有条带测绘(strip

6、—map)模式和聚束合成孑L径(spotlight)模式¨。，其中，聚柬模式要求在每个采样位置，均应将波束对准目标区间，可获得比条带测绘模式更高的沿轨分辨力，但采用聚束模式的成像系统较为复杂。目前，国外合成孔径声呐大多采用条带测绘模式。与合成孔径相反，逆合成孔径是自身不动、利用目标的运动来合成较大的虚拟孔径，提高分辨力¨。；根据运动相对性原理，逆合成孔径也可运用于自身运动、目标运动的场景。雷达经常采用逆合成孔径(inversesyntheticapertureradar，ISAR。4。)或SAR／ISAR组合处理方式。2j，以提高对目标的识别能力和雷

7、达的综合性能。与此同时，在水声领域，逆合成孔径成像技术也得到了快速发展，如WALKERJL研究了旋转运动目标的距离一多普勒逆合成孔径成像方法∽2，LIUDD和TANGJs研究了直线运动目标的逆合成孔径声呐成像方法’5。。综合来看，合成孔径成像技术适用于对静止目收稿日期：2012—07—02；修回日期：2012一07—17基金项目：国家自然科学基金资助项目(60902071)作者简介：何心怡(1976一)，男，博士，高级工程师，研究方向为水中兵器。·70·舰船科学技术第34卷标成像，如对大面积海底测绘；而逆合成孔径成像技术适用于对动目标成像，特别适用于

8、声呐和声自导鱼雷的目标识别领域，提高声呐的目标类型识别能力和声自导鱼雷的真假目标识别能力与要害部位识别能力，