基于MPT-MDPT的ISAR舰船目标成像方法技术

本发明专利技术公开了一种基于MPT‑MDPT的ISAR舰船目标成像方法，包括以下步骤：ISAR雷达发射并接收回波信号；对回波信号依次进行解调和距离向匹配滤波处理；再包络对齐，利用多特显点法进行相位补偿；利用离散多项式相位变换技术得到调频率的估计值，无需进行遍历搜索，大幅度减少了计算负担，有利于实时处理；利用多延迟技术，求取不同延迟下的调频率的均值作为最终估计值，可以减少估计误差；针对一个距离单元内存在多个散射点的情况，利用主峰跟踪技术可以自适应地完成主峰位置的确定，抑制交叉项的干扰。

【技术实现步骤摘要】
基于MPT-MDPT的ISAR舰船目标成像方法
本专利技术属于逆合成孔径雷达成像
，特别涉及一种基于MPT-MDPT的ISAR舰船目标成像方法。
技术介绍
海上舰船目标逆合成孔径雷达(ISAR)成像技术可以全天时全天候工作，弥补了光学、红外成像技术的不足，是当前重要的对海监测手段。传统ISAR成像算法中，距离多普勒(RD)算法由于其操作简单、运算量小的优势，在实际工程应用中被广泛应用。然而，RD算法的成像目标通常是平稳目标，目标的多普勒近似为一个常数，当观测对象的机动性较强时，比如海面舰船，此时目标的转动会造成多普勒扩散，使得多普勒具有时变性，RD算法会失效。为了得到精确聚焦的舰船图像，需要从目标回波中估计调频率，进而校正多普勒扩散。传统调频率估计算法包括分数阶傅里叶变换(FRFT)、魏格纳霍夫变换(WHT)和修正离散啁啾傅里叶变换(MDCFT)，但是这些方法需要对参数进行遍历搜索，计算量较大，不利于工程应用。另一类调频率估计算法如魏格纳威尔分布(WVD)和离散多项式相位变换(DPT)，不需要进行调频率的遍历搜索，但是由于是非线性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于MPT-MDPT的ISAR舰船目标成像方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，ISAR雷达发射并接收回波信号；对回波信号依次进行解调和距离向匹配滤波处理，得到距离压缩后的回波信号s

【技术特征摘要】
1.基于MPT-MDPT的ISAR舰船目标成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，ISAR雷达发射并接收回波信号；对回波信号依次进行解调和距离向匹配滤波处理，得到距离压缩后的回波信号s1(tr，ta)；其中，tr为距离快时间，ta为方位慢时间；
步骤2，利用相邻相关法对距离压缩后的回波信号s1(tr，ta)进行包络对齐，校正目标平动分量造成的距离走动，得到距离走动校正后的回波信号；
步骤3，利用多特显点法对距离走动校正后的回波信号进行平动相位误差补偿，得到平动相位误差补偿后的回波信号；
步骤4，根据距离压缩后的回波信号s1(tr，ta)，选定目标所在的距离单元作为目标距离单元；
步骤5，对第l个目标距离单元的平动相位误差补偿后的回波信号进行多延迟离散多项式相位变换，得到该距离单元对应的延迟-频率谱；
其中，1≤l≤L，L为目标所占据的距离单元总个数；
步骤6，利用主峰跟踪法确定当前距离单元对应的延迟-频率谱在不同延迟下对应的主峰位置，根据主峰位置反演出当前距离单元信号对应的调频率；
步骤7，根据步骤6得到的调频率，构建当前距离单元下的补偿函数，采用该补偿函数对当前距离单元平动相位误差补偿后的回波信号进行方位压缩，得到当前距离单元的聚焦图像；
步骤8，对剩余的L-1个目标距离单元的平动相位误差补偿后的回波信号，重复步骤5-7，直到L个目标距离单元处理完成，得到精确聚焦的ISAR舰船目标图像。


2.根据权利要求1所述的基于MPT-MDPT的ISAR舰船目标成像方法，其特征在于，所述对回波信号依次进行解调和距离向匹配滤波处理，具体为：
1.1，解调后的基带回波信号s0(tr，ta)表示为：



其中，A0为目标点的后向散射系数，j为虚数单位，ωr(·)为基带回波信号的距离窗函数，c表示光速，fc为信号载频，Kr为距离向调频率，R(ta)表示散射点与雷达平台的斜距；
1.2，将基带回波信号s0(tr，ta)作快速傅立叶变换后乘以距离向匹配滤波函数，消除距离二次项，再进行逆傅立叶变换，得到距离压缩后的回波信号s1(tr，ta)：



其中，sinc为辛格函数，H(fk)为距离向匹配滤波函数，fτ为距离频率，B为信号带宽，xp、yp分别为舰船目标上任一散射点的坐标，ω为舰船目标的转动速度，R0(ta)为舰船目标的平动分量，H(fτ)的具体表达式为：





3.根据权利要求1所述的基于MPT-MDPT的ISAR舰船目标成像方法，其特征在于，所述利用相邻相关法对距离压缩后的回波信号s1(tr，ta)进行包络对齐，具体为：将距离压缩后的回波信号s1(tr，ta)分为若干组相邻脉冲回波信号，对每组相邻脉冲回波信号进行包络对齐，消除平动分量；具体包络对齐过程为：
2.1，设相邻两次脉冲回波的实包络分别为知则其互相关系数为：



其中，η为的延时；
2.2，以1/fs为延时取值间隔，在延时η取值范围[-nrn/2：nrn/2-1]/fs内进行延时取值，每个延时取值对应得到一个互相关系数，选择使互相关系数R12(η)取得最大值时的延时η′作为包络延时；其中，nrn为距离单元个数，fs为采样频率；
2.3，采用包络延时η′将调整为完成知的包络对齐；
2.4，按照步骤2.1-2.3，对每组相邻脉冲回波信号进行包络对齐，消除距离压缩后的回波信号s1(tr，ta)包络的平动分量R0(ta)。


4.根据权利要求1所述的基于MPT-MDPT的ISAR舰船目标成像方法，其特征在于，所述利用多特显点法对距离走动校正后的回波信号进行平动相位误差补偿，具体为：
3.1，计算每个距离单元的归一化幅度方差

【专利技术属性】
技术研发人员：梁毅，曾裕贵，张罡，孙昆，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61