[发明专利]基于毫米波雷达的近场ISAR干涉转台成像方法

说明书

基于毫米波雷达的ISAR干涉转台成像算法，利用毫米波雷达的一发双收模式对近场转台目标干涉成像，其中发射天线A发射调频连续波信号，接收天线B和C接收信号，分别对接收天线B和接收天线C得到的回波数据进行脉压处理得到两幅目标回波的一维距离像，对接收天线B的回波数据计算得到的一维距离像进行距离向插值、相位补偿最后相干叠加得到BP成像结果得到目标的二维图像，对得到两幅一维距离像进行方位向压缩得到两幅距离多普勒图像，在将两幅图像进行干涉处理得到干涉相位，反演目标的第三维高度信息。本发明实现了近场条件下反演目标的三维尺寸，扩展了算法的应用场景，能够有效的提高对目标的识别能力。

技术领域

本发明涉及一种基于毫米波雷达的近场ISAR干涉转台成像方法，更具体的说是使用毫米波大带宽雷达针对转台目标的近场干涉三维成像方法，属于雷达信号处理领域。

背景技术

近年来，随着雷达成像技术的不断进步，雷达成像技术在民用和军事等领域得到了广泛的应用。雷达成像技术包括合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像和逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)成像,二者都是利用目标与雷达的相对运动进行成像，其中ISAR主要是对导弹、飞机等空中目标进行二维成像，且由于ISAR不易受天气等环境因素干扰，即具备全天时全天候的特点，故ISAR成像技术广泛的应用于国防防空反导等领域，是战略防御中一种非常重要的目标识别手段。

ISAR成像处理过程中可将其分为两步处理。第一步为对目标成像之前的处理部分，称之为运动补偿。第二步为成像部分，即对运动补偿后的目标回波进行成像，此时目标相对于雷达的运动为目标绕旋转中心转动，故可以等效为转台模型对目标进行成像，因此研究转台目标的成像就具有重要的实际意义。

干涉ISAR利用ISAR成像技术得到距离-多普勒平面的二维图像，在利用相位干涉法得到目标的第三维高度信息，目前大多数干涉ISAR技术大多数都是基于三天线结构来获取目标的三维物理尺寸，虽然可以获取目标的真实物理尺寸，但是成像步骤繁琐，且在成像过程中容易出现图像失配、斜视、角闪烁等问题，难以保持成像精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于毫米波雷达的近场ISAR干涉转台成像方法，基于毫米波雷达的多发多收模式，应用近场BP成像算法和双天线干涉ISAR技术同时实现了在近场条件下对转台目标的精确的二维成像以及反演目标的第三维高度信息，能够有效的提高对转台目标识别和分辨能力。

为了实现上述目的，基于毫米波雷达的近场ISAR干涉转台成像方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、利用正对目标放置的毫米波雷达发射天线A和接收天线B、C发射并接收目标的回波信号；

所述毫米波雷达发射调频连续波信号，雷达发射信号的总帧数为M，每帧包括N个调频连续波信号，脉冲信号重复时间为T，第n个脉冲时刻时间为t_n＝nT；

步骤2、对天线B、C接收到的目标回波信号做脉冲压缩处理，得到目标的一维距离像；

雷达得到的目标回波信号是由多个散射点组成的，对于目标回波信号上的每一个散射点P，以R_AP(t_n)、R_BP(t_n)和R_CP(t_n)分别表示散射点P到发射天线A、接收天线B和接收天线C的在t_n时刻的瞬时距离；定义R_B(t_n)与R_C(t_n)分别如下：

R_B(t_n)＝(R_AP(t_n)+R_BP(t_n))/2