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逆合成孔径雷达(Inverse synthetic aperture radar,简称ISAR)是一种高分辨率成像雷达,能够全天候、全天时、远距离获取非合作运动目标(如空中的飞机和导弹、海面的舰船等)的精细图像,在军用和民用均具有重要的应用前景。ISAR的关键技术有运动补偿、成像方法及ISAR图像方位向定标等,这些技术目前仍不完善。因此,有必要对ISAR技术进行深入的研究。本文主要研究了ISAR成像方法和ISAR图像方位向定标,成像目标包括飞机和舰船。论文第一章为绪论,简要介绍了ISAR的研究背景、意义以及发展概况,之后阐述了ISAR成像的基本原理,回顾了ISAR信号处理技术的发展,最后给出了本文的主要工作。论文第二章研究单基舰船ISAR成像最优成像时间选择方法。给出一种基于多普勒中心频率估计的最优成像时刻选择方法,并结合最大对比度准则搜索最佳成像积累时间。海情较高时,利用舰船自身摇摆进行成像,可获得舰船的近似侧视图;海情较低或海面平静时,依靠雷达载机运动进行成像,可获得舰船的近似俯视图。最后用舰船目标回波数据对该算法进行了仿真验证。论文第三章研究多基舰船ISAR成像方法,该方法通过合理布置各平台的高度和方位,综合各平台接收数据后,可增加平稳成像积累时间,有效提高目标的方位向分辨率,结合最优成像时间选择方法,可同时获得高分辨的舰船侧视及俯视图像,最后用舰船目标回波数据进行了仿真验证。论文第四章研究稀疏孔径ISAR成像方法。对于稀疏孔径回波数据,运用传统的RD算法成像,会产生严重的旁瓣,稀疏度较大时甚至无法成像。本文提出一种基于压缩感知(Compressed sensing,简称CS)理论的稀疏孔径ISAR成像方法,该方法首先运用高斯性检验分离出含有目标的距离单元,然后建立与原始回波对应的部分缺失的基空间及线性测量矩阵,再结合范数1稀疏约束的正交匹配追踪(Orthogonal matchingpursuit,OMP)算法,精确提取目标各散射点的幅度和位置信息,无需进行预测及插值操作就可以得到目标高分辨的ISAR图像。最后实测数据的处理结果验证了该方法的有效性。论文第五章研究机动目标的ISAR成像方法。机动目标回波信号的多普勒频率是时变的,传统的RD成像算法将导致目标图像严重散焦。本文研究一种基于调频率估计的机动目标ISAR成像方法,该方法首先对目标回波各距离单元进行高斯性检测,然后确定含有散射点的距离单元及其散射点的个数,再利用CLEAN技术进行散射点提取并最终成像,该方法在提取散射点过程中充分考虑了背景噪声和杂波的统计信息,成像效果明显优于传统RD成像技术。最后仿真和实测数据的处理结果表明了该方法的有效性。论文第六章研究ISAR图像的方位向定标,提出一种基于多特显点综合的ISAR图像方位向定标方法。该方法首先选取多个特显点单元,再提取这些单元内特显点的回波信号并估计各特显点的调频率,然后利用转动目标方位向信号的调频率与距离单元的关系,使用最小二乘拟合法(Least square error,简称LSE)估计出目标的有效转动角速度,来完成ISAR图像方位向定标,以便于后续的目标识别。与已有方法相比,该方法综合了多个特显点的信息,且不需要设定任何门限值便可完成多个独立散射点的选取。最后仿真和实测数据的处理结果验证了该方法的有效性。论文第七章对全文工作进行总结,并指出下一步需要继续研究的问题。