复杂目标雷达图像模拟技术

论文摘要

复杂目标雷达图像模拟,是根据复杂目标的3D模型,采用电磁散射计算的方法,模拟现实雷达成像的过程,得到近似于目标实测图像的雷达图像。由于雷达图像的特殊性,完全依靠实测图像建立目标识别数据库不仅代价很大,而且在很多情况下对非合作目标的建库难以实现。因此,通过复杂目标雷达图像模拟,可以相对简便地获得不同成像系统的各种目标的雷达模拟图像,低成本地建立目标识别数据库,具有重大的理论和现实意义。论文在目标几何建模的基础上,分两步实现复杂目标的雷达图像模拟:第一步是进行复杂目标电磁散射计算,第二步是利用宽带散射数据实现雷达图像生成。随后评估了目标雷达模拟图像的质量。论文的主要工作和研究成果如下:1、高精度的目标3D模型是进行电磁散射计算的前提,论文在总结了三种几何建模方法的基础上,基于表面模型方法构建多个目标的三维面元模型。同时,根据GO/PO混合法,利用Radbase计算软件完成复杂目标的电磁计算,并且重点分析了频率、角度、多次散射和边缘绕射等因素对基本结构如球体、平板、二面角、三面角等电磁散射计算的影响。2、针对复杂目标雷达图像生成问题,分析了转台成像原理和常用的成像算法,给出了宽带散射计算参数的设定方式和成像算法的选择依据。同时,针对越分辨单元走动(MTRC),推导出了新的用于极坐标格式算法的二维插值方法,该方法具有良好的MTRC校正效果。另外,针对窗函数引起的分辨率失真,提出了分辨率校正因子,实现了图像分辨率的精确模拟。3、针对生成的雷达图像,论文从点目标、几何结构和结构细节三个方面,提出了雷达模拟图像的质量评价指标,并给出了模拟图像质量的评价结果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.2.1 电磁散射的研究和发展
• 1.2.2 成像算法研究和发展
• 1.3 复杂目标图像模拟实现方案
• 1.4 论文结构安排
• 第二章 复杂目标电磁散射计算
• 2.1 引言
• 2.2 复杂目标电磁散射的基本理论
• 2.3 复杂目标几何建模技术
• 2.4 复杂目标电磁散射的计算方法
• 2.4.1 GO/PO 混合法电磁散射计算
• 2.4.2 Radbase 软件电磁散射计算
• 2.4.3 Radbase 文献结果与Xpatch 的比较
• 2.5 仿真分析影响电磁散射的因素
• 2.5.1 频率因素
• 2.5.2 角度因素
• 2.5.3 多次散射因素
• 2.5.4 边缘绕射因素
• 2.6 复杂目标电磁散射数据仿真结果
• 2.7 小结
• 第三章 复杂目标雷达图像生成
• 3.1 引言
• 3.2 转台成像的基本原理
• 3.3 复杂目标宽带散射计算参数设定
• 3.4 复杂目标图像模拟成像算法的选择
• 3.4.1 复杂目标图像模拟成像算法
• 3.4.2 图像模拟成像算法的选择依据
• 3.5 越分辨单元走动（MTRC）校正
• 3.5.1 FBP 的一维插值方法
• 3.5.2 PFA 新的二维插值方法
• 3.5.3 新方法MTRC 校正效果验证
• 3.6 雷达图像分辨率的精确模拟
• 3.6.1 分辨率校正因子的提出
• 3.6.2 分辨率校正因子实现分辨率的精确模拟
• 3.7 小结
• 第四章 雷达图像模拟结果和评价
• 4.1 引言
• 4.2 目标雷达图像模拟结果
• 4.3 目标模拟图像质量评价
• 4.3.1 模拟图像点目标质量评价
• 4.3.2 模拟图像的几何结构评价
• 4.3.3 模拟图像的结构细节评价
• 4.4 小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果