【技术实现步骤摘要】
太赫兹ISAR目标微动部件分离与特征参数估计方法
本专利技术属于雷达信号处理
,具体涉及的是一种针对太赫兹波段的逆合成孔径雷达(ISAR)微动目标成像与特征参数估计方法。
技术介绍
作为空间、空中及海域的重要观测手段,ISAR成像技术在对非合作军事目标的探测与监视中起着不可替代的作用。针对日益提高的精细化探测需求,ISAR正朝着高分辨成像、多维特征提取和目标识别的方向发展。在对非合作目标探测与识别时,目标的形状、结构和表面材料电磁参数等非运动特征通常对先验信息的要求较高,其实用性十分受限。由于独特的表现形式,近年来,微动在目标探测与识别方面的军事价值已引起了各国的高度关注。目标整体或部件的微运动使得传统ISAR成像方法失效,同时,微动与目标或部件结构尺寸、质量分布和受力状态等物理属性密切相关,可作为目标识别的重要特征量。以喷气式飞机、旋翼飞机或螺旋桨飞机等空中目标为例,直升机主/尾旋翼的旋转、螺旋桨飞机叶片的转动、喷气式飞机发动机压缩叶片的旋转及其引擎调制(JetEngineModulation,JEM)等都是微动源。对舰船而言,则存在机械扫描雷达天线的转动等微动形式。另外,真假导弹目标的识别在一定程度上决定了反导系统的成败,而微动是真弹头与诱饵的主要差异之一。目前,美国陆军研究实验室已利用92GHz连续毫米波雷达对Mi-24/雌鹿D型直升机进行了微多普勒测量,对直升机目标的多普勒频谱构成进行了分析并测量出了不同视角的微多普勒特征。日本东芝公司共同研发中心多媒体实验室已开发出一套在线式舰船自动识别系统,该系统可快速更新ISAR获得的运动舰船目标的距离 ...
【技术保护点】
一种太赫兹ISAR目标微动部件分离与特征参数估计方法,其特征在于,包含以下过程:S1.太赫兹波段的雷达发射线性调频信号,通过解线频调的方式接收回波,并进行传统平动补偿;S2.距离脉压后,对其进行Radon变换;S3.在Radon变换域中寻找峰值点,并计算对应的方向角、原点到直线的距离;S4.根据方向角、原点到直线的距离,计算原距离脉压像对应的距离方程;S5.在信号域构造回波信号基,对其沿距离方向进行FFT变换,并与原距离脉压像利用最小二乘法,估计散射点对应的幅度;S6.对多个散射点分别计算回波信号基包络与幅度的乘积并进行叠加,得到刚体距离像;S7.从原距离脉压像中减去刚体距离像得到微动距离像;S8.微动部分回波信号表现为正弦曲线形式的瞬时距离,其中包括正弦曲线的振幅、频率、初始相位三个空间坐标参数;对这三个空间坐标参数分别设定搜索区间,建立离散的参数空间;S9.对参数空间中的每一个点的空间坐标参数,计算在距离和方位时刻的微动信号基;S10.将分离后的微动距离像转换至信号域,并与每个空间坐标参数下的微动信号基点乘,并进行二维FFT变换;S11.遍历参数空间,记录对应的每个熵值,得到与回波 ...
【技术特征摘要】
1.一种太赫兹ISAR目标微动部件分离与特征参数估计方法,其特征在于,包含以下过程:S1.太赫兹波段的雷达发射线性调频信号,通过解线频调的方式接收回波,并进行传统平动补偿;S2.距离脉压后,对其进行Radon变换;S3.在Radon变换域中寻找峰值点,并计算对应的方向角、原点到直线的距离;S4.根据方向角、原点到直线的距离,计算原距离脉压像对应的距离方程;S5.在信号域构造回波信号基,对其沿距离方向进行FFT变换,并与原距离脉压像利用最小二乘法,估计散射点对应的幅度;S6.对多个散射点分别计算回波信号基包络与幅度的乘积并进行叠加,得到刚体距离像;S7.从原距离脉压像中减去刚体距离像得到微动距离像;S8.微动部分回波信号表现为正弦曲线形式的瞬时距离,其中包括正弦曲线的振幅、频率、初始相位三个空间坐标参数;对这三个空间坐标参数分别设定搜索区间,建立离散的参数空间;S9.对参数空间中的每一个点的空间坐标参数,计算在距离和方位时刻的微动信号基;S10.将分离后的微动距离像转换至信号域,并与每个空间坐标参数下的微动信号基点乘,并进行二维FFT变换;S11.遍历参数空间,记录对应的每个熵值,得到与回波信号通过二维积分得到的ISAR图像的最小熵值对应的三个空间坐标参数,作为最优参数。2.如权利要求1所述太赫兹ISAR目标微动部件分离与特征参数估计方法,其特征在于,根据Radon变换域中与峰值点对应的方向角α、原点到直线的距离r,得到原距离脉压像对应的距离方程为:其中,斜率为κ=tanα;ρr为距离分辨率;信号域构造回波信号基的包络为:其中,fr表示距离向频率,c为光速,γ为调频率,n为距离向离散点序号,m为方位脉冲数,λ为波长;刚体的包络矩阵形式为:Erig=[Erig(n,m)]N×M利用最小二乘法估计得到刚体散射点对应幅度的表达式为:Grig=[Grig(n,m)]N×M是目标包络矩阵;对Radon变换域中所有直线转换的亮点进行检测,提取多个刚体散射点;叠加多个刚体散射点的幅度与回波信号基包络矩阵形式的乘积,从原脉包络矩阵形式G中减去,得到的微动部件的包络矩阵形式为:3.如权利要求2所述太赫兹ISAR目标微动部件分离与特征参数估计方法,其特征在于,沿着微动部分回波信号中的瞬时距离Rmic(t)=Asin(ω·t+φ),对回波信号进行二维积分得到ISAR图像;基于最小熵准则进行参数估计,以使对应正弦曲线的振幅、频率、初始相位三个空间坐标参数(A,ω,φ)与目标参数匹配,ISAR图像的聚焦性能最好;其中,对参数空间的散射点计算各时刻的积分路径Rmic,k(tm),构造匹配信号,并取ISAR图像熵值最小对应的空间坐标参数,Smic=[Smic(n,m)]N×M是微动部分的回波矩阵,对应微动部分构造的基矩阵为Emic,k=[Emic,k(n,m)]N×M;微动信号基为快时间序列,tm为慢时间序列;对k个散射点的微动参数估计后,从...
【专利技术属性】
技术研发人员:盛佳恋,付朝伟,倪亮,杨成山,王平,
申请(专利权)人:上海无线电设备研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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