[发明专利]高速运动目标逆合成孔径雷达成像方法有效

专利信息
申请号: 201410193817.5 申请日: 2014-05-08
公开(公告)号: CN104502912B 公开(公告)日: 2017-04-19
发明(设计)人: 陈如山;丁大志;樊振宏;张欢欢 申请(专利权)人: 南京理工大学
主分类号: G01S13/90 分类号: G01S13/90
代理公司: 南京理工大学专利中心32203 代理人: 朱显国
地址: 210094 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 高速 运动 目标 合成孔径雷达 成像 方法
【说明书】:

技术领域

发明属于雷达信号处理领域,特别是一种高速运动目标逆合成孔径雷达成像方法。

背景技术

逆合成孔径雷达主要用于非合作目标(如弹道导弹、飞机、人造卫星等)的检测、跟踪、成像,当目标的速度达到一定程度,传统的“停-走”模型可能不再适用于描述运动目标的精确雷达回波,如果仍利用基于“停-走”模型的成像算法对目标成像,可能会出现图像聚焦效果差甚至不能聚焦等问题,同时,当目标作高速运动时,由于雷达与目标间的相对速度很大,导致在有效积累时间内将会产生严重的距离徙动现象,也会使得图像难以聚焦。综上所述,开展高速运动目标逆合成孔径雷达成像方法的研究是十分必要的。

高速运动目标逆合成孔径雷达成像方法(M.D.Xing,R.Wu,Z.Bao,“High resolution ISAR imaging of high speed moving targets”,IEE Proceedings in Radar,Sonar and Navigation,2005,vol.152,no.2,pp.58-67.)中需要两次用到自聚焦算法,因此自聚焦效果的好坏会对最终成像结果有重要影响,原文献中采用多特显点自聚焦方法(保铮,邢孟道,王彤.雷达成像技术[M].电子工业出版社,2005.pp.244-249.),该方法存在两点缺陷:(1)多特显点自聚焦方法在对噪声处理过程中只是利用其非相关性,通过累加的方式降低其影响,这在低信噪比情况下往往效果较差;(2)在求取相位相关序列时只是用到相邻脉冲时刻的数据信息,导致最终估计相位误差的精度较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于加权特征向量自聚焦法的高速运动目标逆合成孔径雷达成像方法,该方法能够将高速运动目标成像信号处理过程中相位误差,通过加权特征向量自聚焦法予以消除,进一步提高成像质量。

实现本发明目的的技术方案为:

第一步,获取雷达回波信号;

第二步,构造解线频调的参考信号;

第三步,对回波信号进行解线频调处理;

第四步,精确估计目标运动参数

第五步,利用精确估计的运动参数和对解线频调回波信号进行相干化处理;

第六步,对第五步得到的回波数据进行自聚焦处理;

第七步,对第六步得到的回波数据进行距离徙动校正;

第八步,对第七步得到的回波进行自聚焦处理;

第九步,分别进行距离向和方位向傅里叶变换实现二维成像。

本发明与现有的基于多特显点自聚焦法的高速运动目标ISAR成像方法相比,其显著优点为:(1)该方法可以更加精确的补偿由于参数估计误差带来成像的影响。(2)可以在低信噪比情况下获取较好的成像效果。

附图说明

图1为高速运动目标逆合成孔径雷达成像流程图。

图2为加权特征向量自聚焦法流程图。

图3为战斗机剖分模型。

图4为传统方法与本发明成像结果对比,(a)传统方法的成像结果,(b)本发明的成像结果。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

本发明为一种高速运动目标逆合成孔径雷达成像方法。本发明主要作用在于对高速运动目标进行雷达成像,本发明将应用于低速目标成像的加权特征向量自聚焦方法(J.Duan,L.Zhang,M.Xing,A weighted eigenvector autofocus method for sparse-aperture ISAR imaging.EURASIP journal on advances in signal processing,2013,no.92,pp.1-9.)引入高速运动目标成像过程中,能够提高传统高速运动目标逆合成孔径雷达成像方法的成像效果和抗噪声性能。

具体实施步骤如下:

第一步,雷达发射线性调频信号,该信号形式为其中Tr是脉冲时宽,fc是信号载频,γ是信号调频率,若已知信号带宽Br,则有关系γ=Br/Tr,则目标上第i个散射点的雷达回波信号形式为:

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