[发明专利]复杂运动目标ISAR成像方法

权利要求书

1.一种复杂运动目标ISAR成像方法，具有如下技术特征：基于准时频双线性相干算法对回波信号进行距离压缩、平动补偿，即进行回波序列的包络对齐和初相校正，将所有回波中属于同一散射点的信号处于在同一距离门中；在机动目标平动补偿之后将各距离单元的方位向信号表征为多项式相位信号；计算各距离单元信号的改进三次相位函数即MCPF；对MCPF进行准时频双线性变换即RCFT，并在多普勒中心-极半径-极角域中获得三维数据矩阵；将三维数据矩阵投影到多普勒频率轴上；重复上述步骤，直至处理完所有距离单元的信号，最后通过重组所有的距离-多普勒中心产生最终的高分辨率逆合成孔径雷达即ISAR图像；

回波序列的多普勒频移是由平动分量和转动分量提供的；机动目标经平动补偿后的方位向信号为多项式相位信号，可将一个距离单元中的接收信号表示为：

式中，是方位向慢时间，是一个距离单元中散射点的数量，是第个散射点的散射系数，j是虚数单位，是载波频率，是光速，是参考点O到雷达的初始距离，、分别为探测目标的坐标，是初始角速度、和分别为角加速度及角加加速度，、和分别是目标的径向速度，加速度和加加速度，为方差为的加性复高斯白噪声；

方位向多项式相位信号的通用形式表示为：

式中，是信号相位，表示初始相位，表示中心频率，表示调频率，表示调频变化率；

方位向的多项式相位信号通用形式的瞬时自相关函数表示为：

其中，为信号的自相关函数，c是光速，s_r是一个距离单元的接收信号，是时延变量，是交叉项，是噪声项；

计算方位向多项式相位信号的三次相位函数CPF，对时延进行积分，采样非均匀，通过非均匀快速傅里叶变换，获得方位向信号的三次相位函数：

其中，为时延的频率，为时延的NUFFT算子，是狄拉克函数，表示接收信号的调频率，和是NUFFT后的交叉项和噪声项；

构造改进的三次相位函数MCPF：

其中，；

准时频双线性变换的Radon-CPF-Fourier变换算子RCFT为：

其中为变换结果，为极半径，为极角，表示RCFT算子，是一个新的变换核函数，由下式给出：

将RCFT算子作用于改进的三次相位函数MCPF：

其中，，表示中心频率，表示调频率，表示调频变化率。

2.如权利要求1所述的复杂运动目标ISAR成像方法，其特征在于：

当的斜率与自项能量分布的斜率匹配时（），便可消除自项中的立方项，RCFT实现自项的相干积分，同时抑制交叉项和伪峰，获得三维数据矩阵：在设置积分时间及与的迭代步长后，在CPF平面内定义目标轨迹并沿轨迹抽取数据，对数据进行傅里叶变换，寻找峰值点并记录其坐标，在与区间上以相应步长迭代，最终获得三维数据矩阵。

3.如权利要求2所述的复杂运动目标ISAR成像方法，其特征在于：将三维数据矩阵沿着极半径和极角投影到多普勒中心轴上，利用各散射点的多普勒频率与其在目标中的横向坐标相关，将三维数据矩阵数据投影到多普勒频率轴上来获得目标的横向ISAR图像的投影后信号：

其中，为三维数据矩阵，重新组合所有距离-多普勒频率中心来产生最终的高分辨率ISAR图像。