机载SAR舰船动目标重聚焦方法研究

作     者：周大江 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄钰林

授予年度：2023年

学科分类：11[军事学] 080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 1109[军事学-军事装备学] 

主      题：机载SAR 舰船动目标 粒子群优化 时频分析 

摘      要：机载SAR对海面成像能够获得目标区域完整的态势感知信息,可以实现对目标区域中舰船目标的监视和管控,有着十分重要的应用价值。但由于舰船目标的高维复合运动,导致舰船目标回波存在高阶跨距离单元徙动和多普勒相位强空变等难题,使得现有机载SAR成像方法的处理结果严重散焦。本文针对以上问题,重点围绕机载SAR舰船动目标的重聚焦方法进行了研究,主要内容为:1.建立了机载SAR对舰船动目标成像的场景模型和回波模型,并重点分析了舰船动目标的距离徙动特性和多普勒特性,为后续舰船动目标重聚焦方法的研究奠定了理论基础。2.提出了基于粒子群优化算法的FFBP-PSO和ωK-PSO重聚焦方法,通过粒子群算法对舰船的速度进行准确地估计并将其补偿,有效地解决了低海情下舰船目标成像的散焦问题,实现了对低海情下的舰船目标的高分辨率重聚焦成像。3.提出了基于ISAR处理的距离瞬时多普勒重聚焦方法,通过提出的MDCFTWVD时频分析处理方法代替傅里叶变换完成方位向的聚焦,解决了舰船目标在高海情下回波高阶跨距离单元徙动和多普勒相位强空变的问题,实现了对高海情下的舰船目标的高分辨率重聚焦成像。以上方法已通过理论分析和仿真实验进行了验证,结果表明,上述方法能有效解决舰船动目标成像时的散焦问题,实现了对舰船动目标的高分辨率重聚焦成像。