[发明专利]一种低海情下匀加速运动双基舰载ISAR对匀速运动目标三维成像方法

说明书

一种低海情下匀加速运动双基舰载ISAR对匀速运动目标三维成像方法，本发明涉及低海情下匀加速运动双基舰载逆合成孔径雷达对匀速运动目标三维成像方法。本发明的目的是为了解决现有ISAR三维成像技术无法完成低海情下雷达平台机动运动时舰载ISAR对匀速运动目标的三维成像的问题。过程为：一、获得低海情下匀加速运动双基舰载ISAR对匀速运动目标的回波信号，进行脉冲压缩，再进行平动补偿得到平动补偿后的一维距离像；二、使用解调频法对平动补偿后的一维距离像各距离单元方位维信号进行参数估计；三、根据各距离单元方位维信号参数及雷达系统已知参数计算各散射点的三维坐标并重构目标三维图像。本发明用于雷达技术领域。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，涉及低海情下匀加速运动双基舰载逆合成孔径雷达对匀速运动目标三维成像方法。

背景技术

相较于只能提供目标在距离维和方位维两个维度信息的逆合成孔径雷达(ISAR)二维成像技术，ISAR三维成像技术可提供目标在彼此垂直的三个维度(距离维、方位维和高度维)的信息。目标三维信息的获取可为目标的识别提供重要依据。目前ISAR三维成像技术多是基于干涉技术(InISAR)利用多个接收雷达(或发射雷达)进行三维成像，这对雷达数目要求较多。最近研究人员提出一种利用ISAR平台的机动运动对匀速运动目标进行三维成像的技术。这种技术只需要收发共置(放在一个位置)的一部接收雷达一和部发射雷达即可获得目标的三维图像，对雷达数目要求少，因此具有一定的研究价值。目前，对这种新型ISAR三维成像技术的研究主要集中于高海情下单基舰载(接收雷达和发射雷达共置)ISAR对匀速运动目标进行三维成像，低海情下雷达平台机动运动(即匀加速运动)时舰载ISAR对匀速运动目标的三维成像尚有待研究。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有ISAR三维成像技术无法完成低海情下雷达平台机动运动(即匀加速运动)时舰载ISAR对匀速运动目标的三维成像的问题，而提出一种低海情下匀加速运动双基舰载ISAR对匀速运动目标三维成像方法。

一种低海情下匀加速运动双基舰载ISAR对匀速运动目标三维成像方法具体过程为：

步骤一、获得低海情下匀加速运动双基舰载ISAR对匀速运动目标的回波信号，对回波信号进行脉冲压缩获得一维距离像，对一维距离像进行平动补偿得到平动补偿后的一维距离像；

所述低海情下舰船不存在由海浪引起的三维摆动，高海情下舰船存在由海浪引起的三维摆动；

步骤二、使用解调频法对平动补偿后的一维距离像各距离单元方位维信号进行参数估计；

步骤三、根据步骤二获得的各距离单元方位维信号参数及雷达系统已知参数计算各散射点的三维坐标并重构目标三维图像。

本发明的有益效果为：

现有的舰载ISAR对匀速运动目标三维成像算法主要适用于高海清且收发装置共置的单基ISAR。针对高低海情下雷达载船机动运动分量来源不同和单基ISAR的固有缺点，本发明对低海情下匀加速运动双基舰载ISAR对匀速运动目标的回波进行解线性频调(dechirp)处理获得一维距离像并进行平动补偿；之后使用解调频算法完成对平动补偿后一维距离像的各距离单元方位维信号参数估计；最后通过各距离单元方位维信号参数和雷达系统已知参数获得散射点的三维坐标并重构目标三维图像。与已有的算法相比有如下优点：(1)本方法适用低海情下匀加速运动双基舰载ISAR对匀速运动目标进行三维成像的场景；(2)解决了单基地ISAR出现盲角时无法获得目标三维图像的问题。相较于收发装置共置的单基ISAR，收发装置分置的双基ISAR具有安全性能好、抗干扰能力强、观测距离远、无盲角问题和可提供不同观测角度目标ISAR图像等优点。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为仿真实验散射点模型图；

图3a信噪比为0dB时的三维成像结果图；