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机载ISAR对海面舰船成像算法研究及其硬件实现

作　者: 余渝生
导　师: 朱岱寅
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 逆合成孔径雷达 距离对准 最优成像时刻选择 并行处理 通用并行数字信号处理系统
分类号: TN957.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


逆合成孔径雷达(ISAR)能够全天候、全天时、远距离获得非合作运动目标的精细图像,具有重要的军用和民用价值。由于舰船运动的复杂性,ISAR对海面舰船的成像一直是国内外相关领域的研究重点。本文在对ISAR距离对准算法和海面舰船最优成像时刻选择算法进行深入研究的基础之上,结合硬件平台,重点研究了距离对准算法和最优成像时刻选择算法的硬件实现问题,最后在通用并行数字信号处理系统上实现了对仿真和实测数据的成像处理。全文的内容可以归纳为以下几个方面:第一章回顾了ISAR成像技术在国内外的发展情况,介绍了ISAR成像的基本原理,介绍了DSP并行处理系统在雷达信号处理中的应用,并概述了全文的主要内容。第二章阐述了ISAR距离对准技术的基本原理,回顾了传统的距离对准算法,介绍了一种新的全局最小熵算法;本章还对在成像积累角度较大情况下的距离对准进行了讨论,并对此提出了改进距离对准效果的分段算法。第三章首先对海面舰船回波信号的特点进行了分析,给出了舰船目标成像的信号模型,其次介绍了海面舰船最优成像时刻选择算法。最后通过对仿真数据的成像处理,说明最优成像时刻选择算法的有效性。第四章研究了在通用并行数字信号处理系统上实现ISAR成像处理的方法。在第二章和第三章的研究基础上,对距离对准算法和最优成像时刻选择算法处理任务进行了划分,设计了算法的并行处理方案,并在通用并行数字信号处理系统上实现了上述两种算法,最后分别给出实测和仿真数据的处理结果。第五章对全文的工作进行总结,并指出了下一步需要继续研究的问题。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-13
第一章 绪论  13-18
  1.1 ISAR 国内外发展情况简介  13-14
  1.2 ISAR 成像的基本原理  14-16
  1.3 DSP 及并行处理在雷达信号处理中的应用  16-17
  1.4 本文主要内容  17-18
第二章ISAR距离对准算法研究  18-33
  2.1 引言  18
  2.2 传统的包络对齐算法介绍  18-19
  2.3 全局最小熵距离对准算法  19-21
  2.4 距离对准算法的性能分析  21-26
  2.5 大转角下全局最小熵距离对准算法性能分析及改进  26-31
    2.5.1 大转角对平均距离像的影响  26-29
    2.5.2 大转角下距离对准算法的改进  29-31
  2.6 本章小结  31-33
第三章海面舰船最优成像时刻选择技术研究  33-49
  3.1 引言  33-34
  3.2 海面舰船回波信号特点分析  34-39
    3.2.1 目标相对转动来源  34
    3.2.2 舰船目标成像的信号模型  34-39
  3.3 最优成像时刻选择技术  39-42
    3.3.1 垂直转动分量随时间变化的估计  39-40
    3.3.2 合成有效转动矢量随时间变化的估计  40-41
    3.3.3 最优成像时刻选择方法  41-42
  3.4 舰船成像仿真  42-48
    3.4.1 垂直转动分量ωv 较强时成像  44-46
    3.4.2 垂直转动分量ωv 较弱时成像  46-48
  3.5 本章小结  48-49
第四章 机载ISAR成像算法的DSP硬件实现  49-65
  4.1 引言  49
  4.2 基于ADSP TS101 的通用信号处理系统结构  49-52
    4.2.1 ADSP TS101 简介  49-51
    4.2.2 开发系统简介  51-52
  4.3 主机任务实现  52-54
  4.4 机载ISAR 距离对准算法的硬件实现  54-57
    4.4.1 处理流程中各任务分析  54-55
    4.4.2 硬件资源配置  55-56
    4.4.3 处理结果分析  56-57
  4.5 机载ISAR 最优成像时刻选择的硬件实现  57-64
    4.5.1 处理流程中各任务分析  57-60
    4.5.2 硬件资源配置  60-61
    4.5.3 处理结果分析  61-64
  4.6 本章小结  64-65
第五章结束语  65-66
参考文献  66-69
致谢  69-70
在校期间的研究成果及发表的学术论文  70

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达设备、雷达站 > 雷达接收设备 > 数据、图像处理及录取
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