运动目标双基地ISAR成像建模与仿真

统仿真学报©Vol.21No.92009年5月JournalofSystemSimulationMay,2009第21卷第9期系运动目标双基地ISAR成像建模与仿真朱玉鹏,张月辉,王宏强,黎湘(国防科技大学电子科学与工程学院,空间电子信息技术研究所,长沙410073)摘要:运动目标的双基地逆合成孔径雷达(ISAR:Inversesyntheticapertureradar)成像技术对复杂电磁环境下的目标探测与识别具有重要的意义。研究了利用电磁计算和暗室测量数据对运动目标双基地ISAR成像系统的建模与仿真方法,并对其成像方法和分辨能力进行了详细分析。仿真场景下的实验结果验证了该方法的有效性。关键词:双基地雷达;逆合成孔径雷达;雷达成像;宽带电磁计算;雷达散射截面积中图分类号:TN9571文献标识码:A文章编号:1004-731X(2009)09-2696-04ModelingandSimulationofBistaticISARImagingforMovingTargetZHUYu-peng,ZHANGYue-hui,WANGHong-qiang,LIXiang(ResearchInstituteofSpaceElectronics,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073,China)引言Abstract:ThetechnologyofbistaticISARimagingformovingtargetisveryimportantfortargetdetectionandrecognitionunderthecomplexelectromagneticcircumstance.Itwasdeeplyresearchedtomodelandsimulatemovingtarget’swidebandbistaticradarsystemaccordingtothedataofelectromagneticcomputinganddarkroommeasuring.ThebasictheoryofbistaticISARimagingandresolutioncapabilitywereproposedindetail.Simulationresultshowsthevalidityofmodelingalgorithm.Keywords:bistaticradar;ISARradar;radarimaging;widebandelectromagneticcomputing;RadarCrossSection(RCS)外场飞行数据的获取需要较大的投入且具有一定的危险性。基于此在分析了复杂目标高频宽带电磁散射机理的基础上,本文着重研究了运动目标双基地ISAR成像系统的建模与仿真方法,为分析与评价双基地ISAR成像算法的性能提供良好的验证环境。具体的讲,分析了复杂目标在光学区的双站宽带电磁散射计算方法,采用高频电磁计算和暗室测量两种数据获取途径,结合目标实时的动力学参数,包括目标位置、速度、姿态和距离模拟生成近似真实场景的双基地宽带雷达回波数据,最后进行目标的双基地ISAR成像与性能分析,其基本流程如图1所示。利用宽带雷达发射电磁波与运动目标相互作用,获取目标电磁特征信号是进行探测与识别的有效途径之一[1-2]。逆合成孔径雷达(ISAR)技术即利用雷达与目标之间的相对运动和信号处理技术获得巨大的等效天线孔径,从而使雷达的角分辨力大为提高;再辅之以脉冲压缩技术,使距离分辩力也大为提高。这样就可以在作用距离很远的情况下获得高分辨的目标二维图像,从而为目标的感知与识别奠定了基础。但是常规的ISAR成像雷达为收发合一的有源雷达,自身隐蔽性能差,容易被敌方侦察而采取电磁干扰措施,同时由于其成像机理依赖于运动目标与雷达视线方向存在的视角变化,使其成像概率受到影响。而双基地ISAR成像雷达由于采用收发分置体制,很大程度上克服了以上缺陷,同时可以提高作用距离(接收机前置),增强对隐身目标的探测能力。文献[3]对于双基地雷达成像进行了系统研究,文献[4]首先提出了利用水面反射实现双基地ISAR成像的设想,文献[5]对双站ISAR成像基本理论进行了简要分析。双基地ISAR成像雷达将在未来的高密度电磁对抗环境下目标探测与感知方面发挥重要作用。目前由于双基地ISAR的概念相对较新,成像方法研究不多,且成像方法的优劣及适用场合最后往往需要由外场试飞数据进行验证,而图1双基地ISAR成像仿真流程图1双基地宽带回波信号建模获取静态条件下的复杂目标的双基地宽带RCS是进行成像系统建模、仿真和性能分析的基础。主要包括:利用电磁计算方法获取复杂目标的散射场,借助宽带电磁测量微波紧缩场实现复杂目标暗室测量,并简要介绍如下。收稿日期:2008-01-20修回日期:2008-03-11基金项目:国家自然科学基金项目(60402032)作者简介:朱玉鹏(1981-),男,天津人,博士生,研究方向为雷达目标识别;张月辉(1970-),男,博士生,研究方向为信息融合、雷达目标识别。•2696•第21卷第9期Vol.21No.9等:...

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