基於非理想散射特性的中段目標窄帶雷達成像反演技術

《基於非理想散射特性的中段目標窄帶雷達成像反演技術》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由魏璽章擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於非理想散射特性的中段目標窄帶雷達成像反演技術
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：魏璽章
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

近年來，隨著對中段目標非理想散射特性的深入認識，已發展的窄帶成像算法因其散射中心時頻都卜勒不再滿足正弦形式假設而難以套用。為進一步提升窄帶雷達在中段目標成像、特徵反演、識別等方面的能力，拓展其在目標探測中的優勢，特提出本項目。項目針對有翼、旋轉對稱等典型中段目標，在彈頭全極化非理想散射中心建模的基礎上，構建不同類型散射中心進動時頻都卜勒解析模型，藉助n維廣義Radon變換及其逆變換等數學手段，重點突破基於進動時頻特性和層析技術的兩大類窄帶雷達成像反演方法；為進一步消除層析成像中不同散射中心混疊的影響，在構建任意轉角下點擴展函式的基礎上，研究層析成像的超分辨處理技術，提高圖像可讀性；深入研究距離單元記憶體在多目標情況下的窄帶雷達成像平動補償技術，使研究成果進一步貼近實用化。項目研究內容的突破，將為中段目標識別問題提供新的技術途徑。

結題摘要

隨著對中段目標非理想散射特性的深入認識，已發展的窄帶成像算法因其散射中心時頻都卜勒不再滿足正弦形式假設而難以套用。本項目為進一步提升窄帶雷達在中段目標成像、特徵反演、識別等方面的能力，拓展其在目標探測中的優勢，展開研究。 項目針對有翼、旋轉對稱等典型中段目標，在彈頭全極化非理想散射中心建模的基礎上，構建了不同類型散射中心進動時頻都卜勒解析模型，提出了寬頻電磁散射特性動態建模方法、三維CP-GTD散射模型以及基於極化成像的相干參數估計方法，研究了中段目標進動參數反演與微動特徵提取問題，實現了散射中心特徵參數更準確估計。重點突破了基於進動時頻特性和層析技術的兩大類窄帶雷達成像反演方法。提出了一種基於時頻重排和廣義Radon 變換的窄帶雷達空間進動目標的成像反演算法，具有更高的分辨性能和抗干擾性能；針對鏡面散射現象，提出了基於複數本徵模態分解-廣義約旦變換(CEMD-GRT)的窄帶成像算法，克服了鏡面強散射成像亮斑問題；針對滑動型散射中心，提出了一種區分錐柱體目標散射中心類型的方法，並根據不同類型散射中心的微都卜勒特徵對目標尺寸進行估計；針對微動特性反演問題，提出了正弦調頻傅立葉變換，提高了目標微動特性反演、雷達成像的精度。研究了基於窄帶回波的中段目標層析成像理論，將傳統的ISAR成像理論納入層析成像理論框架中，使得有關層析成像分辨性能的討論形成完整的體系，實現系統資源的最佳化整合。提出了基於圖像分解的超分辨層析成像算法，利用層析成像的點擴展函式構造成像過程的基函式矩陣，基於最小均方誤差準則，建立以目標散射函式為未知變數的特徵方程，由雷達回波數據獲取目標散射函式的最優估計。深入研究了窄帶雷達成像平動補償技術，提出了基於脈內都卜勒精細估計的平動補償算法，以及基於都卜勒頻譜調製特性的窄帶雷達精確平動補償方法，提高了補償精度，具有較強的工程實用性。 項目研究內容的突破，為中段目標識別問題提供了新的技術途徑。