[发明专利]逆合成孔径雷达机动多目标相对运动补偿方法

摘要

本发明提供的一种ISAR机动多目标相对运动补偿方法，它是通过从机动多目标初次补偿后的回波数据中提取相对运动目标的子回波，对子回波进行运动补偿，从而克服相对运动引起的多普勒扩散对目标成像的影响；再对总体回波进行二次运动补偿，消除初次补偿引起的补偿误差；从而可以得到高速运动的多目标的清晰空间二维分布图。采用本发明的方法可以对高速运动、多目标且存在相对运动等的复杂目标成像，它为高速运动多目标的二维成像提供了一种行之有效的方法。

主权项

1、本发明提供的一种ISAR机动多目标相对运动补偿方法，它包括下面的步骤：步骤1、距离压缩设雷达发射单脉冲信号为p(t)，雷达采集数据为基带回波信号s_b(t)，T_p为触发采集波门信号的时间，ω_c为雷达载波；首先采用频域匹配滤波做数字信号处理，具体步骤如下：1)对ISAR雷达采集的回波信号s_b(t)做数字Fourier变换(DFT)得到回波信号的频谱S_b(ω)；2)利用公式S_0b(t)＝p(t-T_p)exp(-jω_ct)，计算参考基带回波信号S_0b(t)；3)做S_0b(t)的数字Fourier变换，以获得基带参考信号的频谱S_0b(ω)；4)计算S_b(ω)S_0b^*(ω)的逆Fourier变换，获得基带匹配滤波结果S_Mb(t)，得到的结果即为距离压缩后的回波数据；步骤2、对回波进行距离和相位初次补偿由第一步的距离压缩的结果，回波信号可表示为r(m,n)={Σk=1KαkeJ4πfm[xkcos(nt)+yksin(nt)]/c}×eJ[4πfmΔR0(nt)+e(m,n)]]>0≤m≤M-1，                        0≤n≤N-1的形式；这里K表示散射点的个数，α_k、x_k、y_k分别表示第K个散射点的复幅度、横坐标和纵坐标；R₀(nt)表示距离移动，它是第n个脉冲所跟踪目标位置与雷达测量之间的差，e(m，n)表示杂波和噪声，c为光速，M为采样点数，N为距离窗口中的脉冲数；f_m是离散的频率，它可用取样时间t_m表示如下：fm=f0+fRπtm]]>r(m，n)可简化成如下形式0≤m≤M-1  0≤n≤N-1这里频率对与第k个散射点的坐标(x_k，y_k)对应，对应于距离徙动量ΔR₀(nt)，{ψ(n)}_n＝0^N-1表示任意的横向相位误差；对于上述距离压缩后的回波信号r(m，n)利用优化的非线性最小二乘法对参数进行估计；其特征是它还包括下面的步骤：步骤3、提取相对运动目标的子回波1)对经过步骤2初次补偿后的回波数据进行幅度归一化，对成像的各个归一化回波距离像求平均，得到较稳定的平均距离像；2)设定一幅度门限(如0.4)，通过幅度门限从得到的平均距离像中找出较强的散射点的位置；3)用得到的散射点位置信息从成像的总体回波中提取相应的相对运动目标的子回波信息(数据)；步骤4、对提取的子回波进行距离和相位补偿利用步骤2中的方法对步骤3中提取的子回波进行距离和相位补偿，并把补偿后的子回波数据更新初次补偿后的总体回波数据；得到相对运动补偿后的总体回波；步骤5、对总体回波进行二次相位补偿利用步骤2中的方法对步骤4经过相对运动补偿的回波数据再次进行运动补偿；得到成像所需的运动补偿后的回波数据；步骤6、利用时-频分析法对总体回波二维成像对步骤5得到的补偿后的总体回波利用时-频分析法进行横向处理，得到目标的二维分布图。