[发明专利]一种快速距离-多普勒域的自旋目标ISAR成像方法

说明书

本发明属于图像处理技术领域，公开了一种快速距离‑多普勒域的自旋目标ISAR成像方法，首先将脉冲压缩后的回波信号变换到距离多普勒域；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；进行匹配滤波，将匹配滤波完成后的信号变换到二维时域；初步完成散射点的ISAR成像；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。本发明可实现低SNR下空间非合作目标高分辨三维ISAR成像，整个算法计算复杂度低，散射点位置估计精度高，在实际工程应用中具有一定的优势。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，尤其涉及一种快速距离-多普勒域的自旋目标ISAR成像方法。

背景技术

目前，根据现有建立的几何及信号模型，对空间非合作高速自旋目标成像时，雷达观测时间内自旋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，因此传统的ISAR成像方法将不能获得聚焦良好的ISAR图像。为了解决上述问题，有学者提出了广义Radon变换(General Radon transform,GRT)，实现了具有惯性特征非合作目标的ISAR成像，GRT算法沿目标不同散射点的包络轨迹进行积累能量，并且每个散射点轨迹由初相φ和旋转半径r以及z决定。由于该算法需要根据不同散射点的φ、r和z进行能量积累，需要进行三维搜索；因此，其计算复杂度非常的高，且由是非相干积累，导致其低SNR下无法获得目标的三维ISAR图像。综上分析，现有基于广义Radon变换(General Radontransform,GRT)的自旋目标三维成像算法，由于需要沿旋转半径和目标角度位置二维搜索进行目标能量积累，导致算法计算复杂度高，阻碍了自旋目标三维成像算法工程实现。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的基于广义Radon变换的自旋目标三维成像算法，计算复杂度高，阻碍了自旋目标三维成像算法工程实现。

解决以上问题及缺陷的难度为：

1.高速旋转的空间目标在雷达观测时间内自旋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。

2.传统的算法存在一个三维搜索，具有较高的计算复杂度；3.传统的算法是非相干积累，不具有良好的低SNR成像能力。

解决以上问题及缺陷的意义为：

1.降低算法所需的搜索维度，提高成像效率，从而利于自选目标三维成像的工程实现。

2.提出方法是相干积累，可实现低SNR下空间非合作目标高分辨三维ISAR成像。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种快速距离-多普勒域的自旋目标ISAR成像方法。

本发明是这样实现的，一种快速距离-多普勒域的自旋目标ISAR成像方法，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。

进一步，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：