[發(fā)明專利]太赫茲ISAR目標微動部件分離與特征參數(shù)估計方法

有效

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• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107918123B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設計）人: 盛佳戀;付朝偉;倪亮;楊成山;王平
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 朱成之

本發(fā)明提供一種太赫茲ISAR目標微動部件分離與特征參數(shù)估計方法，旨在解決在太赫茲波段由目標部件微運動引起的ISAR成像質量降低和微動特征參數(shù)估計困難等問題，提出基于Radon變換的微動部件包絡分離和參數(shù)估計的技術方案，并同時實現(xiàn)微動目標的ISAR成像。本發(fā)明提供的技術方案有望提高現(xiàn)代雷達對未知非合作目標識別和解譯能力，具有實際應用前景。

技術領域

本發(fā)明屬于雷達信號處理技術領域，具體涉及的是一種針對太赫茲波段的逆合成孔徑雷達(ISAR)微動目標成像與特征參數(shù)估計方法。

背景技術

作為空間、空中及海域的重要觀測手段，ISAR成像技術在對非合作軍事目標的探測與監(jiān)視中起著不可替代的作用。針對日益提高的精細化探測需求，ISAR正朝著高分辨成像、多維特征提取和目標識別的方向發(fā)展。

在對非合作目標探測與識別時，目標的形狀、結構和表面材料電磁參數(shù)等非運動特征通常對先驗信息的要求較高，其實用性十分受限。由于獨特的表現(xiàn)形式，近年來，微動在目標探測與識別方面的軍事價值已引起了各國的高度關注。目標整體或部件的微運動使得傳統(tǒng)ISAR成像方法失效，同時，微動與目標或部件結構尺寸、質量分布和受力狀態(tài)等物理屬性密切相關，可作為目標識別的重要特征量。

以噴氣式飛機、旋翼飛機或螺旋槳飛機等空中目標為例，直升機主/尾旋翼的旋轉、螺旋槳飛機葉片的轉動、噴氣式飛機發(fā)動機壓縮葉片的旋轉及其引擎調制(Jet EngineModulation，JEM)等都是微動源。對艦船而言，則存在機械掃描雷達天線的轉動等微動形式。另外，真假導彈目標的識別在一定程度上決定了反導系統(tǒng)的成敗，而微動是真彈頭與誘餌的主要差異之一。

目前，美國陸軍研究實驗室已利用92GHz連續(xù)毫米波雷達對Mi-24/雌鹿D型直升機進行了微多普勒測量，對直升機目標的多普勒頻譜構成進行了分析并測量出了不同視角的微多普勒特征。日本東芝公司共同研發(fā)中心多媒體實驗室已開發(fā)出一套在線式艦船自動識別系統(tǒng)，該系統(tǒng)可快速更新ISAR獲得的運動艦船目標的距離-多普勒像，可實現(xiàn)對包含海浪顛簸運動的航行艦船目標的識別。美國正在研制的THAAD GBR X-波段雷達能夠精確測量威脅目標的微動特征，彈道導彈目標的自旋、進動和翻滾等微動特征為TBMD目標識別提供了一種非常具有潛力的手段。

利用精細的微多普勒幅度和頻率的差異進行精確身份辨別，可以為大縱深、強機動和高度自動化的現(xiàn)代立體戰(zhàn)爭作戰(zhàn)平臺提供更可靠的敵我識別能力，減少戰(zhàn)爭中誤擊、誤傷和誤炸事件，更重要的是可為快速高效打擊提供技術支撐。

為了滿足高分辨率和反隱身的需求，近幾年，太赫茲雷達技術發(fā)展迅速。太赫茲頻段具有亞毫米甚至更短波長以及GHz以上帶寬，有利于快速目標成像和獲取目標特征的細節(jié)，從而可對目標進行更精確的識別。對剛體目標能夠大大提高成像分辨率；然而，由于分辨率高，微動在太赫茲頻段將表現(xiàn)得更為明顯，一方面影響成像質量，另一方面又是重要的識別依據(jù)。因此，在太赫茲波段的微動目標成像和特征提取具有重要的研究意義。

發(fā)明內容

為了實現(xiàn)在太赫茲波段對微動目標ISAR成像和特征提取，本發(fā)明提出了一種基于Radon變換的太赫茲ISAR目標微動部件分離與特征參數(shù)估計方法。

本發(fā)明提供一種太赫茲ISAR目標微動部件分離與特征參數(shù)估計方法，包含以下過程：

S1.太赫茲波段的雷達發(fā)射線性調頻信號，通過解線頻調的方式接收回波，并進行傳統(tǒng)平動補償；

S2.距離脈壓后，對其進行Radon變換；

S3.在Radon變換域中尋找峰值點，并計算對應的方向角、原點到直線的距離；

S4.根據(jù)方向角、原點到直線的距離，計算原距離脈壓像對應的距離方程；

S5.在信號域構造回波信號基，對其沿距離方向進行FFT變換，并與原距離脈壓像利用最小二乘法，估計散射點對應的幅度；