[发明专利]一种前向散射雷达阴影逆合成孔径成像方法

说明书

技术领域

本发明属于前向散射雷达技术领域，具体涉及一种基于分数阶傅里叶变换的前向散射雷达阴影逆合成孔径成像方法。

背景技术

前向散射雷达是一种特殊配置的双基地雷达，其可以对穿越收发基线的运动目标进行检测、参数估计和成像。由于目标的前向散射雷达截面积较大且与目标的表面材料、空间形状无关，因此前向散射雷达具有探测隐身目标或小目标的能力，这是传统的单基地雷达系统所不能比拟的。而且前向散射雷达系统简单，配置方便，可以通过合理的雷达布局形成区域警戒网，实现区域势态感知。20世纪80年代以来由于隐身飞机的迅速发展，前向散射雷达逐渐成为国内外的研究热点，俄罗斯、乌克兰、波兰、英国、印度尼西亚及中国的西安电子科技大学和北京理工大学都对前向散射雷达的系统设计及信号处理方法进行了研究并有诸多研究成果公开发表。

前向散射雷达的阴影逆合成孔径成像理论是前向散射雷达信号处理研究的热点，传统的成像算法主要有基于逆菲涅尔变换的成像算法和基于运动补偿与快速傅里叶变换的方法。前者成像精确，但由于需要进行二重积分运算，当信号采样点数较多时，计算量较大；同时，在进行实测数据处理时，需要基于最小熵法对运动补偿参数进行寻优，进一步增加了成像运算时间，限制了信号的实时性处理。西安电子科技大学提出了一种基于运动补偿和快速傅里叶变换的前向散射雷达阴影逆合成孔径成像方法，由于使用快速傅里叶变换，因此其运算速度较快，但该方法利用相位信息重构目标的中线像时会在奇偶点出现相位跳变，进而影响中线像重构效果。虽然西安电子科技大学针对此提出了一种补偿方法，但其前提假设是目标中线像波动方差很小，而这对很多目标并不适用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种前向散射雷达阴影逆合成孔径方法，可以利用分数阶傅里叶变换进行快速数值计算，同时精确重构目标中线像，对前向散射雷达快速精确成像处理具有重要意义。

本发明的一种前向散射雷达动目标阴影逆合成孔径成像方法，包括如下步骤：

步骤1、对前向散射雷达回波信号采用分数阶傅里叶变换的成像过程与采用逆菲涅尔变换的成像过程进行等效，获得使上述两种成像过程等效的条件，即为：输入等效条件、变换参数等效条件以及变换结果中幅度和相位的等效条件，具体为：

传统的基于逆菲涅尔变换的阴影逆合成孔径成像过程如下式表示：