分数阶傅里叶变换在ISAR机动目标成像中的应用

论文摘要

逆合成孔径雷达能从固定的平台对各种运动目标进行全天候、远距离观测以及识别运动目标的能力,在军事领域和天文学中都有重要的战略意义和应用价值。雷达系统中的信号一般都是非平稳信号,分数阶傅立叶变换是一种新兴的处理非平稳信号的方法,它是一种线性的时频变换,具有很高的时频聚集性,而且不存在交叉项的干扰,因而很适合用来分析和处理多分量的线性调频信号。本文将主要研究分数阶傅里叶变换在逆合成孔径雷达机动目标成像中的应用。论文首先介绍了常用的时频变换以及分数阶傅里叶变换的基本定义和性质,分析了线性调频信号在分数阶域的特性,利用峰度检测来进行线性调频信号的检测和参数估计。然后详细介绍了逆合成孔径雷达成像系统和成像所用到的关键技术,并将分数阶傅里叶变换应用到成像预处理的运动补偿中,通过仿真,证明算法能够有效地补偿运动分量引起的相位误差。最后,对基于分数阶傅里叶变换的ISAR机动目标成像算法进行了系统的讨论,基于分数阶傅里叶变换的子回波分离技术能够有效地抑制双线性时频分布的交叉项干扰,分别研究了二维运动目标的成像和三维运动目标的成像,从算法原理、实现过程等方面,分析了该算法,并进行了仿真分析。

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摘要

ABSTRACT

第1章绪论

1.1 ISAR 成像技术的发展现状

1.2 分数阶Fourier 变换的发展

1.3 课题研究的背景及意义

1.4 本文的工作内容及安排

第2章分数阶 Fourier 变换及其特性

2.1 时频变换的基本概念

2.1.1 信号的时频分析

2.1.2 LFM 信号的时频分析及仿真

2.2 分数阶Fourier 变换基础

2.2.1 分数阶Fourier 变换的基本定义

2.2.2 分数傅立叶变换的基本性质

2.2.3 分数傅立叶变换的数值计算

2.2.4 LFM 信号的分数阶傅里叶变换

2.3 本章小结

第3章基于时频分析的 ISAR 成像技术

3.1 逆合成孔径雷达简介

3.1.1 雷达观测模型及机动目标运动特性

3.1.2 回波数据的接收

3.2 基于时频分析的成像原理

3.2.1 ISAR 成像信号处理流程和关键技术

3.2.2 距离-瞬时多普勒成像原理

3.3 本章小结

第4章基于 FRFT 的 ISAR 成像技术

4.1 基于FRFT 的雷达信号检测

4.1.1 雷达信号的时频特性

4.1.2 雷达信号的FRFT 分析

4.2 基于FRFT 的ISAR 二维成像技术

4.2.1 成像算法概述

4.2.2 仿真结果

4.3 基于FRFT 的ISAR 三维目标成像

4.3.1 成像算法概述

4.3.2 仿真结果

4.4 本章小结

第5章总结与展望

参考文献

致谢

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