[发明专利]一种快速距离-多普勒域的自旋目标ISAR成像方法

权利要求书

1.一种基于距离-多普勒域的ISAR的成像方法，其特征在于，所述基于距离-多普勒域的ISAR的成像方法包括：

步骤一，首先将脉冲压缩后的回波信号变换到距离多普勒域；

步骤二，使用曲线路径搜索法，根据散射点半径的大小把分布在多个距离单元的回波包络积累到同一距离单元；

步骤三，进行匹配滤波，将匹配滤波完成后的信号变换到二维时域；

步骤四，初步完成散射点的ISAR成像；

步骤五，使用CLEAN算法去除多余的杂波而保留强点目标，得到精确的ISAR成像结果。

2.如权利要求1所述基于距离-多普勒域的ISAR的成像方法，其特征在于，所述步骤一中，将脉冲压缩后的回波信号变换到距离多普勒域具体过程为：

设雷达的坐标为

0,R₀sinα,R₀cosα，

任意目标点P的坐标为

r_pcosωt_a+φ_p，r_psinωt_a+φ_p，z_p，

则雷达与散射点P的瞬时斜距可表示为：

其中t_a表示方位向时间变量，R₀为初始时刻雷达天线中心与坐标原点间的距离；

假设雷达发射线性调频信号(Linear Frequency Modulation,LFM)

其中t_r表示为距离向时间变量，f_c表示为发射信号的载频，T_p表示为脉冲宽度，γ表示为调频斜率，w_r·表示为雷达信号的距离向包络；

雷达接收的回波信号为：

其中，σ_p表示散射体反射系数，c表示电磁波传播速度，w_a·表示方位向天线方向性函数；

将式(3)沿快时间t_r作傅里叶变换后进行距离向匹配滤波，则距离向脉冲压缩后的点目标回波信号表示为

将(4)式变换到二维时域，则

其中sinc[·]为距离向脉冲压缩后的复包络，λ表示波长；

对高速自旋目标成像时，雷达观测时间内目标转过一个或者多个周期，因此散射点的瞬时斜距与多普勒频率是时变的，且多普勒频率f_d中含有三角函数；

对式(5)沿着t_a作傅里叶变换，求得其距离-多普勒域具体的解析表达式为：

其中

假定相干积累时间内目标的自旋转速度恒定，在距离多普勒域中，式(6)即为单个散射点的信号，信号模型可表示为目标上所有散射点的距离多普勒信号之和，即

其中N表示旋转目标上散射点的数量。

3.如权利要求1所述基于距离-多普勒域的ISAR的成像方法，其特征在于，所述步骤二中，根据散射点半径的大小把分布在多个距离单元的回波包络积累到同一距离单元中，在距离多普勒域中根据sinc[·]包络的精确路径提取信号能量，具体过程为：

由式(7)和式(8)可知，回波信号在距离多普勒域中的sinc[·]包络类似于正弦曲线的形式，该曲线的形状和位置由散射点的z_p和r_p(u和v)决定，对该曲线沿sinc[·]包络搜索能量就能得到对应散射点在z_p和r_p位置的能量；在距离多普勒域中，散射点的位置坐标决定式为

在距离多普勒域中，信号能量提取方式可以定义为

其中，Dm，j表示图像的提取结果，定义为被检测的曲线，将沿曲线轨迹分布的能量变换到沿直线轨迹分布。