岸基/船载双基地逆合成孔径雷达高海情舰船目标成像方法研究

Comparing with monostatic shore-based ISAR, shore-based/ship-borne bistatic ISAR has many particular advantages and application prospects. However, it retains a difficult issue for years about how to obtain clear radar imaging of shore-based/ship-borne bistatic ISAR ship target in high sea state. Attributed to the complex relationship between radar echo characteristics and the spatial distribution structure of signal receiver and transmitter of shore-based/ship-borne bistatic ISAR, as well as the random swing of ship targets in high sea state, the conventional ISAR imaging approach is no longer applicable. In this project, imaging model of bistatic ISAR will be established to exploit the relationship between the bistatic angel with equivalent radar line of sight and two-dimensional high-resolution as well as the impact on imaging quality due to the deviation by space-time phase synchronization. On basis of analysis of the complex echo characteristics of random swming ship target in bistatic ISAR, a new method will be constructed for precision time-frequency analysis and parameter estimation suitable for such echo, to break through the key technology of motion compensation and imaging of ship target when the shore-based/ship-borne bistatic ISAR is used in high sea state. The imaging methods proposed will be verified by obtaining and processing the real data of target echo from bistatic ISAR. Eventually a new imaging method of bistatic ISAR ship targets will be proposed in high sea condition, providing clear radar images to achieve the classification and identification of maritime targets all-weatherly.

与单基地岸基逆合成孔径雷达（ISAR）相比，岸基/船载双基地ISAR具有独特的优势和应用前景。但如何获得高海情岸基/船载双基地ISAR舰船目标清晰的雷达图像多年来一直是一个困难的课题。由于岸基/船载双基地ISAR收发分置的空间结构与雷达回波特性的复杂关系，以及海上舰船目标在高海情下自身摆动的随机性，常规的ISAR成像处理方法已经不再适用。本项目欲建立成像模型，以探究双基地角和等效雷达视线与二维高分辨的关系以及空时相位同步误差对成像质量的影响。在分析随机摆动舰船目标双基ISAR的复杂回波特性的基础上，欲构造出适于该类回波精确时频分析与参数估计的新方法,以突破高海情下岸基/船载双基ISAR舰船目标运动补偿和成像的关键技术。本项目将通过外场试验获取真实目标回波数据以验证成像方法。最终研究出在高海情下双基ISAR舰船目标的成像新方法，为全天候地实现海上目标的分类与识别提供清晰的雷达图像。

与单基地岸基逆合成孔径雷达（ISAR）相比，岸基/船载双基地ISAR具有独特的优势和应用前景。但如何获得高海情岸基/船载双基地ISAR舰船目标清晰的雷达图像多年来一直是一个困难的课题。由于岸基/船载双基地ISAR收发分置的空间结构与雷达回波特性的复杂关系，以及海上舰船目标在高海情下自身摆动的随机性，常规的ISAR成像处理方法已经不再适用。. 该项目主要研究内容包括：（1）针对岸基/船载双基地ISAR收发分置空间结构建立成像模型，分析双基地角和等效雷达视线与双基地ISAR 距离和方位分辨力的关系。（2）通过建模仿真与实测数据的分析，深入研究岸基/船载双基地ISAR高海情下非平稳运动舰船目标回波特性。（3）在分析非平稳运动舰船目标回波特性的基础上，采用与目标回波信号最佳匹配的原则，研究了基于信号高次相位变换的时频分析新方法。（4）用时频分析新方法对成像雷达目标回波信号进行精确的时频分析和参数估计，并研究了可行的复杂运动状态下海上舰船目标运动补偿方法；并研究高海情下基于舰船随机摆动特性和时频分析方法的岸基/船载双基地ISAR成像算法。（5）研究了岸基/船载双基地ISAR空时相位同步误差对成像质量的影响。（6）研究了高海情下舰载单/双基地ISAR/SAR混合三维成像方法。（7）完成了船载ISAR高海情舰船目标的成像试验，通过该试验获取了实际舰船目标的雷达回波数据，并获得了较清晰的雷达图像。. 本项目突破了高海情下岸基/船载双基ISAR舰船目标运动补偿和成像的一些关键技术，研究出在高海情下双基ISAR舰船目标的成像新方法，可为全天候地实现海上目标的分类与识别提供清晰的雷达图像。