[發明專利]一種基于TOAF的復雜目標ISAR成像方法

在審

• 申請號: 202110412307.2
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113204021A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 李艷艷;趙飛凱;周延;劉君一;汪霖;張萬緒;陳曉璇;姜博;孟娜
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 尹曉雪

本發明提供一種基于TOAF的復雜運動目標ISAR成像方法，包括：獲取待測目標在每個距離單元中的散射點的雷達回波信號；對雷達回波信號進行距離走動補償；將距離走動補償后的雷達回波信號建模為立方相位信號；采用三階自相關函數和解線性調頻技術對立方相位信號進行參數估計，得到預估參數；根據預估參數，對立方相位信號進行多普勒頻移補償；利用多普勒頻移補償之后的立方相位信號，重建得到待測目標的ISAR圖像。本發明通過復乘、非均勻快速傅里葉變換等操作可以快速完成計算過程，同時可以提高抗噪聲性能。

技術領域

本發明屬于逆合成孔徑雷達成像技術領域，具體涉及一種基于TOAF的復雜目標ISAR成像方法。

背景技術

逆合成孔徑雷達(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)作為一種有效的非合作目標識別技術，在過去幾十年得到了廣泛的研究。對于成像時多普勒頻移恒定的目標，距離-多普勒(Range-Doppler,RD)ISAR成像算法是一種有效的方法。但在實際應用中，目標往往是機動的，多普勒頻率是時變的。因此，現有技術中針對上述情況，常用的成像技術為對距離瞬時多普勒(Range-Instantaneous-Doppler,RID)技術。

關于RID成像算法，通?？梢苑譃閮深悾壕€性算法和非線性算法。線性算法主要有最大似然(Maximum likelihood,ML)和修正離散Chirp傅里葉變換(Modified discretechirp Fourier transform，MDCFT)，非線性算法包括立方相位函數(Cubic PhaseFunction,CPF)、局部多項式魏格納分布(Local polynomial Wigner distribution,LPWD)、Keystone時間線性調頻率分布(Keystone time-Chirp rate distribution,KTCRD)、變尺度傅里葉變換(Scaled Fourier transform,SFT)、調頻率-二次調頻率分布(Chirp Rate-Quadratic Chirp Rate,CRQCRD)、修正呂分布(Modified Lv’sDistribution,MLVD)及修正調頻率-二次調頻率分布(Modified Chirp Rate-QuadraticChirp Rate,MCRQCRD)等。

上述線性算法和非線性算法中，部分算法抗噪聲性能比較低，部分算法計算過程復雜，并且由于噪聲干擾對成像效果也不佳。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種基于TOAF的復雜目標ISAR成像方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明提供的一種基于TOAF的復雜運動目標ISAR成像方法，包括：

獲取待測目標在每個距離單元中散射點的雷達回波信號；

對所述雷達回波信號進行距離走動補償；

將距離走動補償后的雷達回波信號建模為立方相位信號；

采用三階自相關函數和解線性調頻技術對所述立方相位信號進行參數估計，得到預估參數；

根據預估參數，對所述立方相位信號進行多普勒頻移補償；

利用多普勒頻移補償之后的立方相位信號，重建得到所述待測目標的ISAR圖像。

可選的，所述立方相位信號為：

其中，l表示第l個距離單元，L表示總的距離單元數，t_n表示慢時間，P表示第l個距離單元內的散射點的個數，A_p表示第p個散射點的雷達回波信號的幅度，α_p表示第p個散射點的雷達回波信號的中心頻率，β_p表示第p個散射點的雷達回波信號的調頻率，γ_p表示第p個散射點的雷達回波信號的二次調頻率。