基于参数化电磁散射模型的SAR目标成像技术

雷达成像在现代军事领域中应用要求越来越高的分辨率，通常SAR目标高分辨成像包含两层含义，一是距离向高分辨率，二是方位向高分辨。距离维分辨率的提高可以通过增加雷达发射信号带宽实现，方位维分辨率的提高通常需要增加方位相干积累角。在大相干积累角、大带宽条件下，传统SAR目标成像中假设分辨单元散射系数为常数的传统点散射模型将不再适用，而需要考虑目标散射特性的各向异性和系统频率响应的差异性，需要对目标散射特性进行参数化表征。.本项目以高分辨SAR目标成像及其应用为研究背景，以构建对目标散射中心的参数化电磁散射模型和基于参数化模型的高分辨成像为主要研究内容，研究基于参数化模型的SAR目标成像方法，解决大视角、大带宽、多极化等复杂观测条件下的高分辨雷达目标成像的基础性问题，为后续的目标分类和识别研究奠定理论基础和提供判别依据。

基于参数化电磁散射模型的合成孔径雷达（SAR）目标成像技术不仅能够全天时、全天候对目标进行侦察和监视、实现对隐藏目标进行探测，而且可以利用有限观测数据实现对复杂观测条件下的目标进行高精度成像，获取几何特征更明显、可视性更强的SAR图像以及含有更多细节特性的目标信息。在大相干积累角、大带宽条件下，传统SAR目标成像中假设分辨单元散射系数为常数的传统点散射模型将不再适用，需要考虑目标散射特性的各向异性和系统频率响应的差异性。用多组参数来描述目标电磁散射特性的本质属性，利用这些少量的本质参数，提高SAR目标识别能力和效率。. 本课题在一定的前期工作基础上，致力于对基于参数化电磁散射模型的SAR目标成像技术的若干问题展开研究。本课题首先建立典型目标的参数化电磁散射模型，在此基础上，研究参数化模型在SAR回波数据的映射关系。为了能从雷达回波中快速有效地提取目标几何电磁特征，提出一种稳健而快速的属性散射中心模型特征参数提取方法。传统极化目标分解方法对各个像素的散射机理分解为基本散射机理类型的线性加权和，难以反映部件整体结构的极化信息；且对于低信噪比的人造复杂目标，直接分解难以反映目标真实的散射特性，提出了一种联合属性散射中心的极化目标重构新方法。基于属性散射中心模型，分别提出了在小视角和大视角条件下基于参数化模型的SAR目标超分辨成像方法，并研究SAR目标图像的可视化技术，对图像中目标的特征进行增强，以提高目标的可视性，以获取更高分辨率、更多细节特性的SAR目标图像。今后的研究主要集中在基于参数化电磁散射模型的目标提取与识别新技术和基于参数化电磁散射模型的杂波和干扰抑制新技术。