论文部分内容阅读
逆合成孔径雷达(ISAR)成像是目前世界上雷达成像处理中的研究热点,也是信号处理中的一个崭新领域。本文主要对ISAR成像中的两个问题进行研究和探索:双基地ISAR成像理论和ISAR成像中同相正交通道间相位误差的补偿技术。传统意义上的ISAR是单基地的,其成像技术较为成熟,但是有一些体制上的先天缺陷。例如作用距离受到限制,在电子战中容易受到攻击等。而刚刚开始研究的双基地ISAR则能克服上述缺陷。本文在单基地ISAR成像的基础上,着重于单/双基地ISAR成像的区别与联系,将成熟的单基地ISAR成像技术与算法推广到双基地ISAR。在介绍了双基地ISAR的概念、优点并回顾了单基地ISAR的基本理论及算法后,给出了双基地ISAR的数学模型和回波信号的表达式,经过合理的假设和严密的数学推导,直接推导出双基地ISAR的成像公式与距离向、方位向分辨率。通过比较单/双基地ISAR的成像公式,我们发现,双基地ISAR基本可以等效为双基地夹角的角平分线上的一个单基地ISAR。这样就把双基地ISAR成像问题,转换成无论是技术还是算法都较成熟的单基地ISAR成像的情况。之后本文进行了仿真实验,假设了目标的三种运动情形:仅旋转、方位向平移和距离向平移,利用距离多普勒成像算法对目标成像,其中后两种运动情形进行了平动补偿。仿真实验结果验证了本文的双基地ISAR成像理论,也证明了单基地ISAR的成像算法——距离多普勒算法适用于双基地ISAR成像。正交解调时同相正交通道间幅度相位误差是影响ISAR接收机性能的一个重要因素。这种幅相不一致性会产生一个镜像分量叠加在原信号上,影响ISAR成像的脉冲压缩输出结果。现有的补偿技术与校正理论,有的需要增加硬件测量模块,有的要求原信号与镜像信号统计独立,还有的则是算法复杂、计算密集。本文研究了I/Q两路幅相不一致性的影响,然后提出了一种新的相位误差的数字补偿技术。这种新的方法,不需要添加任何的模拟测量模块,也不需要提供额外的参考信号,根据ISAR匹配滤波的成像结果,完成了误差估计与相位补偿。它是基于这样一种原理:当同相正交通道间的相位误差被准确校正时,ISAR的一维距离像的信息熵最小(或者对比度最大)。利用最小熵法(或者最大对比度法)可以得到准确的相位误差估计值,同时消除不匹配的镜像分量,达到了相位误差补偿的目的。文中的仿真实验结果验证了这种新的相位误差补偿理论。