[發(fā)明專利]基于Tsallis熵最小化的ISAR全局包絡(luò)對齊方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210074741.9
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114488149A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白雪茹;耿化蘭;李小勇;白曉丹
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/292
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

本發(fā)明公開一種基于Tsallis熵最小化的逆合成孔徑雷達ISAR全局包絡(luò)對齊方法，其實現(xiàn)步驟是：(1)對解線頻調(diào)后回波信號進行距離向脈壓；(2)利用平均距離像Tsallis熵最小估計出各次回波的包絡(luò)偏移量；(3)根據(jù)計算得的包絡(luò)偏移量對各次回波進行對齊；(4)計算包絡(luò)對齊后平均距離像的Tsallis熵；(5)重復(fù)執(zhí)行步驟(2)、步驟(3)和步驟(4)，直到平均距離像的Tsallis熵不再減小，完成了ISAR全局包絡(luò)對齊。本發(fā)明可用于運動目標回波包絡(luò)高效精確地對齊，在確保較好的對齊效果的同時提高了逆合成孔徑雷達ISAR全局包絡(luò)對齊的精度和效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達信號處理技術(shù)領(lǐng)域，更進一步涉及逆合成孔徑雷達成像處理技術(shù)領(lǐng)域中的一種基于Tsallis熵最小化的逆合成孔徑雷達ISAR(Inverse SyntheticAperture Radar)全局包絡(luò)對齊方法。本發(fā)明可用于對小轉(zhuǎn)角的空間運動目標回波信號進行包絡(luò)對齊處理。

背景技術(shù)

目標相對于雷達的運動分為轉(zhuǎn)動分量和平動分量，轉(zhuǎn)動分量是方位向高分辨的基礎(chǔ)，平動分量會造成距離向包絡(luò)偏移和回波初相調(diào)制，對成像無益，需對平動分量進行補償。平動補償對于ISAR成像至關(guān)重要，其性能直接影響成像質(zhì)量，包絡(luò)對齊為ISAR成像的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。目前，常采用的包絡(luò)對齊法有最大互相關(guān)法、累積包絡(luò)對齊或者全局最優(yōu)包絡(luò)對齊等。相鄰最大互相關(guān)法和累積包絡(luò)對齊的對齊效果欠佳，為提高對齊精度，進行精細距離范圍的遍歷操作時耗時較長。全局包絡(luò)對齊方式避免了累積誤差的發(fā)生，對齊精度較好，但全局包絡(luò)對齊需要一個評價對齊效果的目標函數(shù)，對齊算法的耗時與對齊效果與該目標函數(shù)有關(guān)。

西安空間無線電技術(shù)研究所在其申請的專利文獻“一種基于頻域移位的去斜體制雷達ISAR包絡(luò)對齊方法”(專利申請?zhí)枺?01610466396.8，申請公開號：CN 106154265 A) 中公開了一種基于頻域移位的去斜體制雷達ISAR包絡(luò)對齊方法。該方法的具體步驟為： 1.雷達按照脈沖重復(fù)周期采集去斜混頻后的目標回波信號，得到目標回波原始信號； 2.按照互相關(guān)包絡(luò)對齊法進行粗對齊；3.得到包絡(luò)偏移量的粗估計值后，以該粗估計為中心，將頻率分辨率分成N份，以這N個值構(gòu)造線性相位補償項，在頻域進行補償； 4.將線性相位補償后的N個距離像與基準信號做互相關(guān)，以最大互相關(guān)法得到最終的偏移量；5.按照步驟2～4，遍歷所有待對齊的回波序列即實現(xiàn)對一個相干周期內(nèi)所有回波序列的包絡(luò)對齊。該方法存在的不足之處是，先用最大互相關(guān)包絡(luò)對齊法進行粗對齊，再以該粗估計為中心，在以分辨率大小的范圍內(nèi)，以群舉的方式精細搜索來對齊，該方法分兩步進行，且使用窮舉法，耗時長。此外該方法需要選取一個基準距離像與各次回波距離像做互相關(guān)，在實測數(shù)據(jù)中每次回波距離像包絡(luò)并不完全相同，而有突跳誤差，因此該方法得到的整體對齊結(jié)果并不精確。

在專利文獻“一種用于逆合成孔徑雷達成像的距離對準方法及系統(tǒng)”(專利申請?zhí)枺?02110263357.9，申請公布號：CN 113030967 A) 中公開了一種用于逆合成孔徑雷達成像的包絡(luò)對齊方法。該方法的具體步驟為：1.保存脈壓后的ISAR原始數(shù)據(jù)，將每個脈沖回波脈壓進行傅里葉變換獲得每個脈沖的頻域數(shù)據(jù)；2.對每個脈沖的頻域數(shù)據(jù)通過遞推算法獲得遞推參數(shù)并遞推出雷達發(fā)射信號帶寬之外的信息；3.對遞推后的脈沖頻域數(shù)據(jù)通過傅立葉逆變換成像，得到超分辨圖像； 4.通過全局最小熵算法對超分辨圖像進行距離對準處理，得到每個脈沖壓縮圖像距離對準誤差。該方法存在的不足之處是，該算法是在最小香農(nóng)熵全局包絡(luò)對齊方法基礎(chǔ)上的改進，該方法以平均距離像香農(nóng)熵最小為目標，進行距離像包絡(luò)的偏移估計，其對齊過程受到香農(nóng)熵的限制，算法迭代次數(shù)較多，導致算法運算時間較長。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種基于Tsallis熵最小化的ISAR全局包絡(luò)對齊方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中在實測數(shù)據(jù)中每次回波距離像包絡(luò)并不完全相同時，由一個基準距離像與每次回波距離像做互相關(guān)，而產(chǎn)生對齊誤差的問題，以及由于算法迭代次數(shù)較多導致為保證較好對齊效果耗時長的問題。