[发明专利]基于复数后向投影的自旋目标三维成像方法

摘要

本发明公开了一种基于复数后向投影的自旋目标三维成像方法，其步骤包括：(1)雷达录取ISAR回波；(2)回波相干化；(3)平动补偿；(4)算法选择；(5)二维切片成像；(6)重构回波并更新；(7)判断目标回波能量是否低于能量门限；(8)操作结束，重构目标三维图像。本发明通过回波相干化处理、平动精细补偿以及针对不同脉冲重复频率进行算法选择，克服了广义Radon变换方法无法对目标回波的平动精确补偿，受目标高速运动影响，对应图像旁瓣较高、分辨率低的不足，具有平动补偿精确，消除目标高速运动对图像的影响，提高不同脉冲重复频率条件下的成像率，对应图像最高分辨率达到波长量级，成像质量高的优点。

主权项

基于复数后向投影的自旋目标三维成像方法，包括如下步骤：(1)雷达录取ISAR回波；(2)回波相干化2a)在距离频域对回波距离向的平移和展宽分别补偿相位因子；2b)在慢时间域对回波补偿相位因子，使得回波完全相干化；(3)平动补偿3a)采用傅里叶变换对回波进行距离脉压，获得距离‑慢时间域回波；3b)对于某单次距离‑慢时间域回波，分别计算其与其它各次距离‑慢时间域回波的滑动相关系数，具有最大滑动相关系数的回波与该回波之间的时间间隔为目标的自旋周期，对自旋周期取倒数并乘以2π，得到自旋角频率；3c)对应最大滑动相关系数的回波与该次回波之间移动的距离数为一个周期内目标的平动量，补偿平动量实现包络粗对齐；3d)从第二次距离‑慢时间域回波开始，对于单次距离‑慢时间域回波，采用广义Radon变换方法获取不同偏移量下该次回波与之前所有回波对应的二维图像并求图像熵，使图像熵最小的距离偏移量为最优距离偏移量，根据最优偏移量对回波包络进行微调，将每次回波进行包络精对齐后，最终得到平动补偿后的目标回波；(4)算法选择4a)采用距离‑多普勒算法对平动补偿后的回波成像，得到目标的距离‑多普勒图像；4b)若距离‑多普勒图像的方位维没有混叠，则选择CIRT算法，执行步骤(5)；4c)若距离‑多普勒图像出现方位维混叠，则选择RIRT算法；(5)二维切片成像5a)建立自旋目标的柱面坐标系，沿目标自旋轴方向将自旋目标分成多个二维切片；5b)将所有二维切片按照步骤(4)选择的算法进行成像，得到二维切片图像；(6)重构回波并更新6a)对于所有的二维切片图像，提取图像域中最大峰值对应的三维坐标，记录为 目标散射点的位置坐标，并在距离‑慢时间域构造散射点回波；6b)运用最小范数准则对步骤6a)中所构造的散射点回波的幅度进行估计；6c)将记录的散射点的位置坐标与估计的回波幅度组合构成散射点回波；6d)从步骤3d)得到的目标回波中减去散射点回波，更新目标回波；(7)判断目标回波能量是否低于能量门限7a)若目标回波能量低于门限，则执行步骤(8)；7b)若目标回波能量高于门限，则执行步骤(5)；(8)操作结束，根据6a)中记录的目标散射点位置重构目标三维图像。