1、运 城 学 院本科生毕业论文（设计）开题报告论文（设计）题目 微动目标 ISAR 成像算法研究学生姓名 谢晓晖系、专业物理与电子工程系电子科学与技术专业 指导教师选题目的、价值和意义随着雷达技术的发展，人们对于仅仅获得“点”目标的位置和运动参数已不再满足，而是希望获得目标更多详细的信息，雷达成像技术应运而生，雷达成像使得获得目标和场景的图像成为可能，大大提高了雷达的信息获取能力，特别是战场感知能力。根据雷达的工作原理及成像方式的不同，成像雷达可以分为合成孔径雷达（SAR）和逆合成孔径雷达（ISAR） ，ISAR 是指雷达平台固定，目标运动，由此所成的像称为 ISAR像。由于 ISAR 可以全天
2、时全天候对飞机、舰船、导弹、卫星等目标进行远距离高分辨二维成像，所以 ISAR 成像时战略防御系统中极有前途的一种目标识别手段，对战场目标的高清晰侦查和监视、精确制导武器的高精度寻敌、提高部队的指挥自动化水平、攻防能力、国土防空反导、反舰、反潜能力以及战略预警能力等都具有十分重要的作用。对于微动目标 ISAR 成像而言，若目标或目标组成部分存在微动，即使对平动进行精确补偿，由非刚体部件的微动产生的微多普勒仍会导致ISAR 像出现较宽的微多普勒干扰带，从而导致 ISAR 像出现模糊。因此，有必要对微动特征进行提取，提取出的微动特征一方面可以用于目标识别，另一方面可用于分离微动部件回波信号和刚体部
3、件回波信号，从而消除微动对 ISAR 成像的影响，获得刚体部件的聚焦 ISAR 像，为获取目标的结构特征创造条件。可见，提取非刚体目标的微动特征对于目标成像亦具有重要的意义。本课题在国内外的研究状况及发展趋势国外方面：美国海军研究实验室的 Victor C. Chen 将目标或目标组成部分除质心平动以外的振动、转动和加速运动等微小运动称为微动。Victor C. Chen 指出，尽管微多普勒现象对工作频率敏感，它仍然可在雷达中观测到。Victor C. Chen 教授和德克萨斯大学奥斯丁分校的 Hao Ling 教授最早研究雷达观测的微动和微多普勒现象，在他们的著作时频变换在雷达成像和信号分析
4、中的应用中阐述了时频分析用于微多普勒现象分析和机动目标 ISAR 成像。新加坡南洋理工大学的 Cai Cheng-jie 等人使用经验模式分解技术成功地提取出了发动机空转的静止卡车的微多普勒特征。陶森大学计算机与信息科学技术的 Lei Jiajin 等人研究了基于微多普勒的时频分布模式识别和基于微多普勒主成分分析的目标分类。国内方面：目前，国防科技大学、西安电子科技大学、航天二院、空军工程大学、南京电子技术研究所等单位对于微动特征的提取均进行了较为深入的研究。经过国内同行的不懈努力，应该说我国在雷达微动目标特征提取、特征空间变换、目标模式分类、目标识别算法的实现技术等众多领域取得了很大程度的突
5、破。发展趋势：微动产生的微多普勒一方面可以作为目标的独有特性用于目标识别，另一方面会导致 ISAR 成像质量变差。因此，对目标微动特征的提取就显得尤为重要。由于微动特征信号具有非线性非平稳的特点，因此，对微动特征进行分析与提取的本质问题是时变信号处理。其中，时频分析方法是使用最为广泛的技术。因此，研究具有较大动态范围的高分辨时频分布及其高效算法是微动特征提取有待解决的问题。主要研究内容1、雷达微动旋转目标建模；2、ISAR 成像原理；3、微动旋转目标特征提取及 ISAR 成像；4、算法仿真、验证。实验设计1、对雷达微动旋转目标建模目标回波进行建模。2、研究 ISAR 成像原理。3、微动旋转目标
6、特征提取及 ISAR 成像。4、仿真数据和实测数据证明算法有效性。完成设计的条件、方法及措施条件：电脑一台，MATLAB 软件方法：利用图书馆的电子资源和纸质图书查阅相关资料，在老师的指导下，结合所学过的理论知识，掌握论文中所涉及的算法原理措施：利用 MATLAB 仿真软件对论文中的算法进行仿真验证，并借助Office 软件完成论文的撰写。设计拟定提纲1、引言2、微动目标特征分析与提取3、微动旋转目标 ISAR 成像中的微动特征提取4、结束语5、致 谢主要参考文献（研究综述：作者、题目、杂志、卷号、页码）1 Victor C. Chen. Micro-Doppler effect of mic
7、romotion dynamics a review. Proceedings of SPIE J, 2003, 51(2): 240249.2 孙慧霞 . 雷达目标运动特征分析与提取 D. 西安：西安电子科技大学,2011,4,5153.3 周万幸. ISAR 成像系统与技术发展综述J.现代雷达，2012, 52(9):957986. 4 吴亮等. 基于 RWT 的旋转微动目标二维 ISAR 成像算法J.电子学报，2011,39(6):13021305. 5 陈行勇等 . 微动目标多普勒谱分析和参数估计J.信号处理， 2008,24(1):14.6 白雪茹，周峰，刑孟道，保铮. 空中微动旋转
8、目标的二维 ISAR 成像算法J.电子学报,2009,37(9):19371943. 7 庄钊文,刘永祥,黎湘.目标微动特性研究进展J. 电子学报,2007,35(3):520525.8 李彧晟. 自旋稳定目标的 ISAR 成像技术研究D.南京: 南京理工大学,2004,1,17.9 陈行勇等 . 基于高分辨距离像的微动目标运动参数估计J.电子信息对抗技术,2009, 11(2): 957964.10 刘亚波. SAR/SIAR 运动目标检测及成像新技术研究D.西安: 西安电子科技大学, 2011,7,105114.11 肖凯凯. ISAR 图像横向定标及特征提取研究D.西安：西安电子科技大学,2012,5,7880.12 高昭昭.高分辨 ISAR 成像新技术研究 D.西安：西安电子科技大学, 2009,2,1336.指导教师意见及建议签字： 年 月 日课题答辩组意见及建议组长签字： 年 月 日系主任意见签字： 年 月 日
