[發(fā)明專利]基于MPT-MDPT的ISAR艦船目標(biāo)成像方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010697539.2
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111856462B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁毅;曾裕貴;張罡;孫昆
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41
• 代理公司: 西安睿通知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發(fā)明公開了一種基于MPT?MDPT的ISAR艦船目標(biāo)成像方法，包括以下步驟：ISAR雷達(dá)發(fā)射并接收回波信號；對回波信號依次進(jìn)行解調(diào)和距離向匹配濾波處理；再包絡(luò)對齊，利用多特顯點(diǎn)法進(jìn)行相位補(bǔ)償；利用離散多項(xiàng)式相位變換技術(shù)得到調(diào)頻率的估計(jì)值，無需進(jìn)行遍歷搜索，大幅度減少了計(jì)算負(fù)擔(dān)，有利于實(shí)時(shí)處理；利用多延遲技術(shù)，求取不同延遲下的調(diào)頻率的均值作為最終估計(jì)值，可以減少估計(jì)誤差；針對一個(gè)距離單元內(nèi)存在多個(gè)散射點(diǎn)的情況，利用主峰跟蹤技術(shù)可以自適應(yīng)地完成主峰位置的確定，抑制交叉項(xiàng)的干擾。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于逆合成孔徑雷達(dá)成像技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于MPT-MDPT的ISAR艦船目標(biāo)成像方法。

背景技術(shù)

海上艦船目標(biāo)逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR)成像技術(shù)可以全天時(shí)全天候工作，彌補(bǔ)了光學(xué)、紅外成像技術(shù)的不足，是當(dāng)前重要的對海監(jiān)測手段。傳統(tǒng)ISAR成像算法中，距離多普勒(RD)算法由于其操作簡單、運(yùn)算量小的優(yōu)勢，在實(shí)際工程應(yīng)用中被廣泛應(yīng)用。然而，RD算法的成像目標(biāo)通常是平穩(wěn)目標(biāo)，目標(biāo)的多普勒近似為一個(gè)常數(shù)，當(dāng)觀測對象的機(jī)動(dòng)性較強(qiáng)時(shí)，比如海面艦船，此時(shí)目標(biāo)的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)造成多普勒擴(kuò)散，使得多普勒具有時(shí)變性，RD算法會(huì)失效。

為了得到精確聚焦的艦船圖像，需要從目標(biāo)回波中估計(jì)調(diào)頻率，進(jìn)而校正多普勒擴(kuò)散。傳統(tǒng)調(diào)頻率估計(jì)算法包括分?jǐn)?shù)階傅里葉變換(FRFT)、魏格納霍夫變換(WHT)和修正離散啁啾傅里葉變換(MDCFT)，但是這些方法需要對參數(shù)進(jìn)行遍歷搜索，計(jì)算量較大，不利于工程應(yīng)用。另一類調(diào)頻率估計(jì)算法如魏格納威爾分布(WVD)和離散多項(xiàng)式相位變換(DPT)，不需要進(jìn)行調(diào)頻率的遍歷搜索，但是由于是非線性變換，所以處理多分量信號時(shí)會(huì)產(chǎn)生交叉項(xiàng)，影響調(diào)頻率的估計(jì)性能。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于MPT-MDPT(主峰跟蹤-多延遲離散多項(xiàng)式相位變換)的ISAR艦船目標(biāo)成像方法，該成像方法首先對經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的回波數(shù)據(jù)進(jìn)行多延遲離散多項(xiàng)式相位變換，然后利用主峰跟蹤技術(shù)確定不同延遲下對應(yīng)的主峰位置，消除偽峰的干擾，最后根據(jù)主峰位置反演出調(diào)頻率，大大降低了調(diào)頻率估計(jì)的運(yùn)算量，利于工程應(yīng)用。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

基于MPT-MDPT的ISAR艦船目標(biāo)成像方法，包括以下步驟：

步驟1，ISAR雷達(dá)發(fā)射并接收回波信號；對回波信號依次進(jìn)行解調(diào)和距離向匹配濾波處理，得到距離壓縮后的回波信號s₁(t_r，t_a)；其中，t_r為距離快時(shí)間，t_a為方位慢時(shí)間；

步驟2，利用相鄰相關(guān)法對距離壓縮后的回波信號s₁(t_r，t_a)進(jìn)行包絡(luò)對齊，校正目標(biāo)平動(dòng)分量造成的距離走動(dòng)，得到距離走動(dòng)校正后的回波信號；

步驟3，利用多特顯點(diǎn)法對距離走動(dòng)校正后的回波信號進(jìn)行平動(dòng)相位誤差補(bǔ)償，得到平動(dòng)相位誤差補(bǔ)償后的回波信號；

步驟4，根據(jù)距離壓縮后的回波信號s₁(t_r，t_a)，選定目標(biāo)所在的距離單元作為目標(biāo)距離單元；

步驟5，對第l個(gè)目標(biāo)距離單元的平動(dòng)相位誤差補(bǔ)償后的回波信號進(jìn)行多延遲離散多項(xiàng)式相位變換，得到該距離單元對應(yīng)的延遲-頻率譜；

其中，1≤l≤L，L為目標(biāo)所占據(jù)的距離單元總個(gè)數(shù)；

步驟6，利用主峰跟蹤法確定當(dāng)前距離單元對應(yīng)的延遲-頻率譜在不同延遲下對應(yīng)的主峰位置，根據(jù)主峰位置反演出當(dāng)前距離單元信號對應(yīng)的調(diào)頻率；

步驟7，根據(jù)步驟6得到的調(diào)頻率，構(gòu)建當(dāng)前距離單元下的補(bǔ)償函數(shù)，采用該補(bǔ)償函數(shù)對當(dāng)前距離單元平動(dòng)相位誤差補(bǔ)償后的回波信號進(jìn)行方位壓縮，得到當(dāng)前距離單元的聚焦圖像；