雷达成像的电磁仿真研究

论文摘要

雷达成像在战场监测和环境遥感等领域有着广泛的应用。雷达成像电磁仿真是基于电磁模拟目标的回波数据对雷达成像进行研究的,在目标识别、隐身与反隐身、目标成像诊断等领域很有实际意义和研究价值。本文工作可分为以下三部分:首先介绍雷达成像原理,研究雷达成像与目标电磁特性的关系。结合成像实际提出基于物理光学法和等效电磁流方法的复杂目标电磁回波信号的模拟方法。其次分别对转台模式和合成孔径雷达模式进行电磁成像仿真。在研究成像理论和成像算法的基础上采用频率步进方法模拟了转台目标回波信号,得到目标的转台成像结果。在分析和研究正侧视合成孔径雷达成像理论的基础上采用线性调频信号模拟了目标回波,采用距离-多普勒成像算法得到目标的电磁成像。最后研究了ISAR成像中的时频分析方法,仿真比较了几类不同的时频分析方法在成像分辨率、抑制交叉项能力,成像处理时间等方面的优缺点,提出了基于混合时频分析的ISAR成像方法,提高了成像性能,丰富了时频成像算法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 雷达成像电磁仿真及成像算法发展现状
• 1.2.1 雷达成像电磁仿真方法发展现状
• 1.2.2 成像算法的发展现状
• 1.3 本文主要工作及结构安排
• 第二章 雷达成像电磁仿真理论
• 2.1 雷达成像的一般理论
• 2.1.1 雷达成像概述
• 2.1.2 雷达图像的理解
• 2.2 雷达成像与散射机理
• 2.2.1 多散射中心理论
• 2.2.2 一维距离像
• 2.3 宽带雷达目标回波电磁计算方法
• 2.3.1 3D Studio Max 目标建模
• 2.3.2 物理光学计算雷达回波
• 2.3.3 等效电磁流方法计算散射场
• 2.4 本章小结
• 第三章 转台目标电磁成像模拟
• 3.1 转台成像及其二维分辨率
• 3.2 转台成像原理
• 3.2.1 转台成像的几何关系
• 3.2.2 纵向成像分析
• 3.2.3 横向成像分析
• 3.3 转台成像电磁模拟
• 3.3.1 信号电磁模型
• 3.3.2 图像重建算法
• 3.3.3 窗函数的选择
• 3.4 成像示例
• 3.4.1 简单目标成像示例
• 3.4.2 复杂目标成像示列
• 3.5 本章小结
• 第四章 合成孔径雷达电磁成像仿真
• 4.1 合成孔径与方位向分辨率
• 4.2 线性调频信号与距离向分辨率
• 4.2.1 距离向高分辨率
• 4.2.2 线性调频信号与脉冲压缩技术
• 4.3 SAR 成像原理
• 4.3.1 SAR 成像原理
• 4.3.2 距离徙动
• 4.4 SAR 成像信号电磁模拟
• 4.4.1 雷达与目标几何关系
• 4.4.2 点目标回波信号模拟
• 4.4.3 复杂目标回波电磁模拟
• 4.5 距离--多普勒（R-D）成像算法
• 4.6 成像模拟示例
• 4.7 本章小结
• 第五章 ISAR 成像的时频分析方法
• 5.1 引言
• 5.2 时频成像技术
• 5.3 基本的时频分析方法
• 5.3.1 线性时频分布--短时傅立叶变换（STFT）
• 5.3.2 二次型时频变换
• 5.3.3 成像模拟及性能比较
• 5.4 基于混合时频分析方法的ISAR 成像
• 5.4.1 混合时频分析方法理论模型
• 5.4.2 混合时频分布的性能分析及比较
• 5.4.3 成像流程的改进及优化
• 5.4.4 成像模拟比较
• 5.5 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间科研情况