时频方法在高分辨率ISAR运动补偿和成像中的应用(完整版)实用资料.doc

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1、时频方法在高分辨率ISAR运动补偿和成像中的应用（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑 完整版实用资料，欢迎下载）分类号一密级编号中国科学院研究生院硕士学位论文盟题直洼查高佥瓣壅！璺丛运动圭偿麴盛熊史的应用鱼撞指导教师指导教师单位名称申请学位级别医云垡巫究虽虫国型堂瞳窒间科堂皇廛旦班究生！坠学科专业名称一玉缸盐进让论文答辩日期至逝生垒目鱼目亟论文提交日期竖生目培养单位学位授予单位生国型堂暄窒闻抖堂皇座旦班盔主！堂虫国型堂瞳班宜生随答辩委员会主席中国科学院硕士学位论文：时频方法在高分辨率运动补偿和成像中的应用摘要逆合成孔径雷达（）在战略防御、反卫星、战术武器以及雷达天文学中都有重要应用价值。但

2、由于观测目标通常是非合作目标，其目标特性和运动轨迹等很难确定，成像的关键就在于能否实现精确的运动参数估计并补偿。本文针对运动补偿及成像问题，运用时频分析和图像处理进行了深入研究。对时频方法在信号处理中应用的研究主要包括以下几个方面：（）在研究分析多种补偿方法的基础上，本文提出了基于时频分析和图像处理的一种快速补偿算法，它直接从时频分布图像和距离像徙动的图像入手来提取目标的运动信息因而避免了传统时频补偿方法复杂的多维参数搜索过程，减少了运算量，同时也克服了大多数运动补偿方法对机动目标成像的困难，获得了很好的成像效果。（）在研究多种成像方法的基础上，着重分析了时频成像，通过仿真证明它比传统距离一多

3、普勒成像算法有显著的优势。（）对多种线性和非线性时频分布进行了研究，将、等性能较好的时频分布应用于信号处理中。此外，本文还研究了线性调频步进信号（）和频率步进信号（）两种经典的宽带信号模型以及的全去斜的处理方法，并将本文提出的快速补偿算法分别应用其中，仿真结果证明对高速运动的大尺寸目标和扩展目标的成像效果更好。关键词：，运动补偿，时频分析，图像处理，线性调频步进信号（）频率步进信号（），全去斜，匹配滤波中国科学院硕士学位论文：时频方法在高分辨率运动补偿和成像中的应用），：（），一行趔！亟，（），呵（）（），（）（：（），），）（，：，插图图对和平号空间站的图像图地基雷达对月球表面的观测图“干革

4、堆”地基雷达图成像原理图图动目标回波模型图距离多普勒成像过程图时频成像过程图算法和时频算法的图像图运动补偿示意图图原始数据和距离平动校正结果图目标加速度为的距离单元内的散射点的时频分布图图联合时频分析投影方法示意图图各种散射机理在联合时频平面的表示图图目标加速度为距离单元内的散射点的时频分布图目标加速度为距离单元内的散射点的时频分布图图时频成像系统图步进频率信号时频关系图图线性调频步进频率信号时频关系图图信号全去斜处理示意图调频步进信号全去斜处理算法图本文方法与子孔径方法计算点目标响应的比较图本文方法对成像的模拟图回波模型图距离像之间的距离徙动图距离徙动随时间变化图图经图像处理后的一维距离像的

5、运动轨迹图图对距离单元内回波信号时频分布的图像处理过程示意图粗补偿前后的一维距离像图补偿掉速度信息的距离像图像图加速度补偿前后的一距离单元内回波的时频分布图经过次完全补偿后的一维距离像图时频算法的成像过程图时频成像与传统成像的图像比较图基于和模拟的飞机（个点）图目标速度和加速度估计值统计分析图图经多种成像算法得到的飞机图像（）图运动补偿前后的距离单元内回波的时频分布（图经多种成像算法得到的飞机图像（图运动补偿前后的距离单元内回波的时频分布图缩略词合成孔径雷达逆合成孔径雷达距离多普勒成像法快速傅立叶变换矩阵束法极坐标格式处理图像聚焦示予短时傅立叶变换小波变换维格纳分布平滑维格纳分布伪魏格纳一维尔

6、分布指数分布减小交叉项于扰分布自适应的联合时频分析投影方法特显点模型线性调频步迸信号频率步进连续波信号第一章绪论第一章绪论雷达（）源于的缩写，它是利用目标对电磁波的反射（或称为二次散射）现象来发现目标并测定其位置的。飞机、导弹、人造卫星，各种舰艇、车辆、兵器、导弹以及建筑物、山川、云雨等等，都可能作为雷达的探测目标。但是人们希望在雷达屏幕上看到的是目标的真实图像，而不仅仅是一个尖头脉冲或一个亮点，所以随着信息论在雷达领域中的应用和宽带微波技术及现代信号处理的不断发展，以及全息成像理论的完善，诞生了各种形式的高分辨率成像雷达。成像雷达扩展了原始雷达的概念，使它具有对运动目标（飞机、导弹等）、区域

7、目标（地面等）进行成像和识别的能力，并在微波遥感应用方面表现出越来越大的潜力，为人们提供越来越多的有用信息。所谓合成孔径雷达（，），就是雷达在运动过程中不断获取对观测目标的回波信号并对之进行相干处理，以获得大的等效天线孔经，从而在方位向实现比雷达天线的物理孔径所决定的分辨率更高的分辨率。一般情况下，合成孔径成像雷达是利用发射宽带信号来获得高的径向（即距离向）分辨率，所以我们可以用大的实孔径或雷达与目标的相对运动等效得到的极大孔径来获得高的方向位分辨率，从而获得高分辨率的目标像。与常规雷达相比，成像雷达最大的特点是数据率高、数据量大、信号处理复杂、处理的实时性很难保证。在成像雷达中占有重要的地位

8、，有着广泛的应用前景和发展潜力，一方面，它利用雷达和目标之间的相对运动和信息处理技术，获得巨大的等效天线孔径而获得高的横向分辨率；另一方面，雷达发射宽带宽的信号，利用高倍数的脉冲压缩技术获得高的距离分辨率，两者结合可获得目标的二维高分辨图像。作为有源系统，全天候、全天时工作能力以及它在不同频段、不同极化下可以得到目标的高分辨率图像，为军事侦察、军事测绘和打击效果评估提供了强大的技术手段。在民用方面，已经广泛地应用于农作物估产、植被调查、中国科学院硕士学位论文：时频方法在高分辨率运动补偿和成像中的应用环境监测、灾害监测、水文地质调查、土地利用和规划、城市建设、以及海洋观测和海洋科学、冰川研究等方

9、面。位置固定不动而对运动的目标进行合成孔径成像的雷达通常被称做逆合成孔径雷达（，），它能够对远距离目标进行高分辨率成像，因而它对于远距离目标识别等具有极大的潜力，它从固定或运动平台对导弹、飞机、舰船、天体等运动目标进行全天候、全天时、远距离成象，在战略防御、反卫星、战术武器以及雷达天文学中都有重要应用价值。随着我国在空间活动领域的不断扩大，地基雷达成为我们保证日益增多的卫星和航天器安全的不可或缺的技术手段。如图是德国的雷达系统。对和平号空间站的图像。图对和平号空间站的图像该系统由波段的跟踪雷达和波段的成像雷达构成。其中波段的跟踪雷达采用双速调管作为功率放大级，产生时间宽度为，峰值功率为一的高频

10、脉冲。波段的成像雷达配合波段雷达对跟踪的目标进行成像，发射的线性调频信号功率为，时间宽度为，带宽为。末级放大器采用行波管放大。可以观测到处的尺寸为的目标。 第一章绪论同样地基也可以对天体进行大尺度的观测，如图所示这是地基雷达对月球环形山的图像，的直径有，我们可以清楚的看到山腰基本轮廓。图地基雷达对月球表面的观测与虽然在原理上是相通的，但由于被成像的目标不同，其成像处理的难点和复杂程度也不同。一般是针对合作的固定目标（地球表面），相对容易一些。但由于通常成像面积大，数据量大，所以其信号处理较复杂。一般则针对非合作目标（如飞机、导弹等），与相比，它的技术还不是很成熟，尤其在运动补偿方面存在很多困难

11、，虽然已经对此问题进行了大量的、深入的研究，但到目前为止仍然没有彻底解决。逆合成孑径雷达的国内外发展概况和都是在年代提出并开始发展的。但与相比，的发展非常缓慢，直到年代才得到飞机目标的二维图像。原因一方面在于通常对非合作运动目标进行成像，在成像之前无法取得目标的先验信息，几乎所有成像所需参数都要从目标回波中推导或估计出来，因此在成像处理算法方面存在很多困难，另外为了获得很高的径向距离分辨率，需要很高的信号带宽，通常为几百兆赫兹或者更宽。获得这样高带宽的信号并不容易。在年代初，在领导下得实验室就开展了旋转目标成像得研 究。在年代末，宽带的线性调频信号及高稳定度的相干雷达技术已经成熟，中国科学院硕

12、士学位论文：时频方法在高分辨率运动补偿和成像中的应用使相干雷达对转台上缩比模型进行成像获得了成功。从年起开展旋转月标成像方面的研究。他的研究工作导致了对距离一多普勒成像理论更明确的阐述。且由于引入了极坐标存储技术（光学处理）解决了运动穿越分辨单元的处理问题。在年代末和年代初，利用旋转目标成像原理，成功的获得了余星表面的高分辨率雷达图像。而第一个高质量近地空间目标图像是在年代初由观测的数据获得，尽管地面雷达并不是专为成像而设计的。在年代末，经过以前的大量研究之后，正式开展了对远距离成像雷达的研究。林肯实验室的远距离成像雷达研制成功，它是一部逆合成孔径成像雷达，距离分辨率可达厘米。年，等人利用地面

13、固定雷达对直线飞行和穹道飞行的目标进行了成像研究，并获得了令人鼓舞的成像结果。对信号的预处理、距离曲率、距离校准以及运动补偿等问题均做了分析和研究。近些年来，越来越受到世界各国的重视。的基本理论和信号处理方面都有了很大的进展。不仅如此，人们还对被认为是中的难题之一运动补偿问题进行了探讨。但是国外运动补偿的研究成果很少公开发表。与此相反，大量的文献报道是关于成像算法方面的问题。由此推测国外现在仍然把运动补偿问题看作的关键问题。由于具有全天候的能力，所以它是战略防御系统中极有前途的一种目标识别的手段，在战术应用上，由于其高分辨的成像能力，在防空、反舰、反潜斗争中都是十分有力的手段。而且，还具有很高

14、的抗无源和有源干扰的能力以及潜在的反隐身能力。现在国外已有多种战术成像雷达生产，如法国的一，美国的一、英国的“雄狐”，俄罗斯已把做成功能部件，装备于许多雷达上。除了在军事应用上，在民用上，如空中交通管制、机场调度、港口交通管制等许多领域也有广泛的应用，日本、澳大利亚、加拿大等国都有大量有关成像研究的报道。如图所示的这个就是位于麻省理工大学的一个地基雷达，“干草堆”（），在这个直径为英尺的雷达天线屏蔽器中有一个英尺的抛物面天线，这个天线可以在雷达模式，通信模式等模式切换，它的波段雷达已称为对美国太空船成像的主要设备。我国在研究方面主要从年代开始。北京航空航天大学白年起就开始用转台对飞机、船舰、导

15、弹等目标的缩比模型进行了旋转目标的成像研第一章绪论究，并首次在国内得到了旋转目标的二维雷达图像。年，被列入项目。自年以来，国内几个主要从事雷达研究的高校和研究所，比如南京航空航天大学、哈尔滨工业大学、西安电子科技大学开展了技术的研究工作，并在运动补偿和成像算法方面取得了重要的成果”，不仅如此，由哈尔捌“干草堆”地基雷达滨工业大学和航天工业总公司所联合研制成功的试验录取了大量的各种飞机、不同航路的实验数据，经成像处理后，得到的图像质量优于国外公开发表的结果。近年来中科院空间中心在有关项目的支持下，正在开展用于空间目标观测的地基逆合成孔径雷达相关技术的研究，特别是针对用于逆合成孔径雷达的宽带信号处

16、理方法取得了新的进展“”。时频思想巡礼自艾萨克牛顿以来，人们笃信和向往世界的稳定性、规则性、和谐性、因果性以及本质上的简单性。调和分析的一类重要成员分析，就体现了这种信念：它将一个函数表示成无穷多个最和谐的函数，即正弦函数的加权和。由于这些正弦函数的频率是固定不变的，并且其波形是无始无终的，因而不难看出，分析只适于分析信号组成分量的频率不随时间变化的平稳信号，分析结果也仅能昭示一个信号是由多少个正弦波叠加而成的，以及各正弦波的相对 幅度、但不能得出任何有关这些正弦波何时出现与何时消亡的信息。随着研究的中周科学院硕士学位论文：时频方法在高分辨率运动补偿和成像中的应用不断深人，人们发现，以不稳定动

17、力系统为特征的大干世界却由一个“非”姓家族主宰着：非平稳、非线性、非均匀、非结构、非确定、非可积、非可逆、非晶态、非规则、非连续、非光滑、非周期、非对称，等等，许多天然的和人工的信号，譬如语音、生物医学信号、音乐、雷达和声纳信号、在色散媒质中传播的机械振动和动物叫声等，即是典型的非平稳信号，其特点是持续时间有限，并且是时变的。时频联合分析（简称时频分析）正是着眼于真实信号组成成份的这种时变谱特征，将一个一维的时间信号以二维的时间一频率密度函数形式表示出来，旨在揭示信号中包含多少频率分量、以及每一分量是怎样随时间变化的。时频分析的思想始于本世纪四十年代。年，提出的变换；为此后在时日和频率联合域内

18、分析信号奠定了理论基础。为更好地理解语音信号，等，在年首次提出了一种实用的时频分析方法短时变换（），并将其绝对值的平方称为“声音频谱图”，此即为后来者所称道的谱图。年，将在年提出的分布引入到信号处理领域。此后时频分析成为当今信号处理领域的一个主要研究热点，特别是从世纪年代以来在这方面有了很大的发展，各种时频联分析方法得到了广泛的研究和应用，逐渐形成了一套独特的理论体系。为了得到信号的时变频谱特性，许多学者提出了各种形式的时频分布函数，从短时傅立叶变换到类，各类分布多达几十种。它们提供了从时域到时频域的变换，能够作出时频分布图形（二维或三维），从而能够在时频平面上表示出信号中各个分量的时间关联谱

19、特性，在每个时间指示出信号任瞬时频率附近的能量聚集情况，等效的时域信号可以通过时频表示的求逆技术得到，并且能够进行时频滤波和时变信号综合。如今时频分析已经得到了许多有价值的成果，这些成果已在工程、物理、天文学、化学、地球物理学、生物学、医学和数学等领域得到了广泛应用。近些年来，时频技术也广泛应用于雷达信号处理方向，由于它能有效处理时变信号，因而在提取运动补偿信息、瞬时（瞬频）成像、像后续处理及理解成像机理等方面有许多成功的应用。时频分析在信号处理领域显示出了巨大的潜力，吸引着越来越多的人去研究并利用它。第一章绪论本文的主要研究内容在成像中，运动补偿是关键，补偿的效果直接影响成像的质量。但是该技

20、术还不是很成熟，随着技术的应用范围的扩大和进一步实用化，还要求在其理论研究方面提出更高的要求，许多工作还需要进一步完善。本文主要研究了一种基于时频分析和图像处理的运动补偿方法，并将其用于步进频率信号等典型的宽带信号模型中。第一章概述了成像雷达和逆合成孔径雷达的发展，指出研究意义，明确了研究内容。综述了逆合成孔径雷达和时频分析技术的的发展现状，从而确定了本文的研究范围。第二章对的运动补偿方法和成像方法进行了深入的研究。首先分析了的基本原理和回波模型。第三节介绍了常用的成像算法，并分析了现有的成像算法的局限性，把时频分析方法引入成像，研究了时频成像的过程。而第四节则介绍了运动补偿的概念，运动补偿分

21、为距离对准和相位补偿两部分，在本节中研究了现有的距离对准和相位补偿方法，对于机动目标的运动补偿，分析了更为有效的基于时频分析的运动补偿方法。第三章对时频分析方法从理论和应用两方面进行了探讨。对于许多信号，仅用时域或频域里的各种方法去分析往往不能揭示信号内部的局部特征和信息，而时频分析作为一种能将频谱随时间的演变关系明确表现出来的新手段，自然更符合实际应用的需要。本章详述了时频分析理论产生的背景和发展状况，对几种典型的时频分析方法以及它们的时频局部性能作了比较分析。在第三节讨论了时频分析在信号处理中的应用，并分析了、和在运动补偿中的应用。在第四节展望了时频方法的应用前景。第四章分析研究了两种典型

22、的雷达宽带信号模型一步进频率信号（）和线性调频步进信号（）的分辨率、距离一多普勒耦合等性能，及它们对成像的影响和相应的补偿方法。调频步进信号（）融合了线性调频与频率步进（）波形的优点，是一种工程容易实现，设计灵活，适用于高分辨率合成孔径雷达微波成像的超宽带信号形式。第四节对的脉冲压缩方法进行了研究，分析了算法非常简单的全去斜处理方法。第五章深入研究了时频方法在信号处理方面的应用。时频分析用于中国科学院硕士学位论文：时频方法在高分辨率运动补偿和成像中的应用成像，主要有两类方法：一是时频分析工具与结合，时频分析作为运动补偿的先行步骤，提供一些用于运动补偿的信息；二是直接在一般的距离跟踪和多普勒跟踪

23、之后，直接用时频变换代替。对于复杂运动的非合作目标，它的多普勒历史时变复杂，一般需要很复杂的运动补偿算法才行，而常用的时域或频域处理方法往往力不从心，现有的时频补偿算法又包括两维以上的搜索，计算量较大，不利于雷达信号的实时处理。针对传统的运动补偿算法和常见的时频运动补偿算法存在的问题，本章提出了一种基于时频分析和图像处理的运动补偿算法，从图像域入手而避免了复杂的多维参数搜索过程，并将其应用于频率步进连续波信号（丘调频步迸信号（，）和线性，）信号模型。同时也将时频分析引入成像中来进一步改善成像质量。第六章对本文的工作进行了归纳总结，并对进一步的研究方向提出了几点看法。本文的主要贡献：提出了一种新

24、的基于图像处理和时频分析的快速补偿方法，即在传统时频运动补偿方法的基础上，引入图像处理的方法，用其代替复杂的参数搜索过程。减少了运算量，提高了运算效率，为信号实时处理奠定基础。对调频步进信号（）的脉冲压缩方法进行了研究，对基于全去斜的处理算法和基于匹配滤波的子孔径处方法，在分辨率，栅瓣抑制，旁瓣电平的大小及运算速度等方面进行了比较研究。将本文提出的基于图像处理和时频方法的新算法应用于、单和信号模型，对仿真效果进行了分析和比较。并得出了在将时频技术应用于运动补偿的同时，使用时频成像方法可进一步改善成像质量的结论，而且在仿真结果中得到了证实。第二章信号处理第二章信号处理引言合成孔径雷达（）是运动的

25、雷达对静止的目标成像，适用于地形测绘等大范围目标进行成像的应用场合。逆合成孔径雷达（）能从固定平台对导弹、飞机、舰船、天体等运动目标进行全天候、全天时、远距离成象，在战略防御、反卫星、战术武器以及雷达天文学中都有重要应用价值。同时是反隐身的重要工具，也是研究隐身技术的重要手段。和的运动方式正好相反，但实质相同“”，因为真正重要的是雷达和观测目标间的相对运动，因此这两种雷达的基本原理是相通的，同样是利用距离多普勒成像原理，不过在成像处理算法还是存在很大的差别。在的信号处理中，成像步骤是事先确定好的。只要己知测绘带尺寸及方位、雷达航迹和运动速度，信号处理参数己确定，而且通常只会遇到很小的航迹及测绘

26、带扰动。特别是星载，成像处理参数在成像之前就是己知的，只要知道雷达载体的运行轨迹和待成像目标的位置，就可实现二维成像，在飞行过程中产生的航迹和测绘带的扰动一般较小，另外还可以用载体上记录的数据进行修正和补偿。在的情况中，事先只能知道很少的成像参数。一般情况下，的目标为非合作目标，在成像之前几乎无法获得目标的先验信息，即目标上并没有仪器来记录目标航迹和姿态等信息，成像参数都要从目标回波信号中推导出来，这就进一步增加了成像处理的难度。另外，通常只观测有限的距离单元，从而限制了很多成熟的自动聚焦算法的使用。的信号处理虽然在近些年取得很大发展，但与相比，还是非常缓慢，因为来在运动补偿和成像处理算法方面

27、还存在很多困难。成像原理成像基本原理的成像原理同样利用距离多普勒成像原理，通过距离压缩形成距离单中国科学院硕士学位论文：时频方法在高分辨率运动补偿和成像中的应用元，得到在距离向的分辨，我们得到了一维距离像，或称为目标的距离包络。在方位向或称为横向的方向上，同一距离单元内不同的位置处的点可以靠其多普勒频率的不同进行分辨。为了进行有效的分辨，目标相对于雷达必须具有等效的旋转转动，即要有姿态变化。我们可以通过图来摇述成像原理，一个二维目标与雷达之间既有相对位置移动，目标自身又有旋转运动。，一一、商图￥成像原理图、卜、等距离面通常，我们把目标的运动分解为目标与雷达之间的平动和目标绕雷达的转动两部分。他

28、们之间的位置变化可用目标上的一个参考点与雷达之间的位置矢量来描述。而目标上任一点相对于参考点的坐标用表示，且点到雷达的距离为五十。雷达发射信号为，（）。对应的频谱为，（，）。则目标回波为：，）。，占（尹，一亏，）（）式中，占）是物体的散射强度，为光速。若用，分别表示尹，的模，并定义单位矢量五，则可近似表示为：五尹（）一焉（）式中，（）表示向量点积，把上式带入（），并对其进行傅立叶变换，就得到了回波信号的频谱，（，）：第二章信号处理蹦，）仍啪一。一等盟）（一毋）？式中，是时间的函数，的变化反映了目标在空间位置上的移动。假设发射脉冲比较短，在脉冲持续期间内近似不变，并且令及云惦，则式（）可近似为，

29、旺），（）（一珂吼）（云）式中，饵）为目标散射函数（）的空间频谱：形（）（）（）（一，疵）为了进行距离分辨，要经过压缩处理，在）的谱域这可以等效为：两湍卅西唧（一式中，。暖）为压缩滤波器的传递函数。若在成像过程下，恒定不变（类似于转台成像的形式），则通过上式就可以恢复目标的散射函数（），及得到了目标的象。（）。正（）（）（玎。）出通常情况下，在成像积累期间内是变化的，表现为回波脉压后的谱在空间中产生一个线性相移，它在距离向和方位向造成目标位置的移动，无法进行成像处理，必须将其设法去除，这就是运动补偿的内容。总之，我们通过对目标回波进行距离分辨和多普勒分辨，就可得到目标散射强度随位置的分布，从而

30、得到目标的像。通常我们按纵向（垂直于雷达视线平面的方向）分成若干等距离单元，按横向（平行于雷达视线的方向）分成若干等多普勒频移单元，分别进行距离分析和多普勒分析，这也就是传统的距离一多普勒成像方法的基本思路，即通过二维的傅立叶变换得到目标的象。但当目标转角较大时，离旋转中心比较远的散射点会穿越分辨单元，直接使用二维的傅立叶变换会使成像质量严重下降，这时需要采用极坐标格式或者更复杂的成像处理方法才可以。中国科学院硕士学位论文：时频方法在高分辨率运动补偿和成像中的应用动目标的回波模型直角坐标系（，）中目标上散射点（，）至雷达的距离为一妒肌（“曰一僻、爿口一咄州口一日瑾如果目标具有绕轴的转动和平动，

31、我们假定初始距离和角度为。因此得，（）一民口一口（）则（）一月（）工（）一口）一（）一口）气名那么来自散射点的回波函数为：矽，旅切赫酵一图动目标回波模型咄叫，城等爿嘶加一吣）（）是电磁波传播速度，（，），）是散射点在（，）处的反射函数。所以基带信号的相位为中，僻，（）：则由目标运动引入的多普勒频率为（）第二章信号处理，去掣一了磊删一。（）（）（）一咖啸一口）（）。其中由目标平动引起的多普勒频率为：等由目标转动引起的多普勒频率为：，。号争卜（）（）】一卜（）（一口）】（）我们可以看到由转动引起的多普勒频率是随时间变化的，假使转动速度是常数那么对于所有的回波信号可以表示为：荆超舰咖一砜掣卜删吲（）

32、（）成像方法传统距离一多普勒成像方法在传统的成像方法中由于采用傅氏变换进行谱分析得到多普勒信息。，这就对成像条件作了限制：（）要得到较高横向谱分辨率，成像需一定的持续时间；（）在成像时间内目标散射点没有产生距离单元游动；（）目标平稳飞行，使得各散射点回波多普勒谱为常数。基于这些限制我们需要对雷达数据进行补偿和处理，如图所示的距离跟踪（）和多普勒跟踪（），这个过程一般是：（）通过一个准则譬如最小方差来寻找一个或多个参考距离单元（）取参考距离单元的共轭相位（）用这个共轭相位对所有的距离单元进行校正。中国科学院硕士学位论文：时频方法在高分辨率运动补偿和成像中的应用卜：。【，霞一薹囊黼（，）图距离多普勒成像过程如图说明了距离多普勒成像方法的整个过程，它把纵向和横向处理分开进行。雷达发射了个脉冲的序列，距离向的分辨率由脉冲的宽度所决定；在每个脉冲里有个脉冲单元脉，脉冲数决定了多普勒即横向的分辨率。首先是对雷达回波信号做，产生了个一维的距离像（），在每个距离像里有个距离单元。然后我们通过对这个距离像做运动补偿，即