一种复杂机动目标快速成像方法技术

本发明专利技术公开了一种复杂机动目标快速成像方法，包括以下步骤，使用局部多项式变换对回波二次调频率和瞬时频率进行估计，而后再使用快速调频傅里叶变换估计回波信号的调频率和幅度，通过估计得到的参数重构回波信号并进行慢时间维傅里叶变换，以实现对机动目标的ISAR成像。本本发明专利技术的技术方案相比于其他机动目标成像方法，本方法所需的运算量显著减少，参数估计精确度高，能够更快更准确的对复杂机动目标进行ISAR成像，能够对目标回波的瞬时频率与二次调频率，调频率与幅度分别实现同时估计，具有较高的参数估计精度。且该方法能够有效对复杂机动目标进行高分辨ISAR成像，并在运算量方面显著低于传统算法。

【技术实现步骤摘要】
一种复杂机动目标快速成像方法
本专利技术属于信号处理
，涉及一种复杂机动目标快速成像方法，具体地说，涉及一种利用局部多项式变换和快速调频傅里叶变换进行参数估计，并对复杂机动目标进行ISAR成像的方法。
技术介绍
在逆合成孔径雷达(Inversesyntheticapertureradar,ISAR)成像中，目标的非合作性一直是影响成像质量的重要因素。因此如何对机动目标进行高质量的成像，对于ISAR成像具有重要的意义。当目标机动情况较为复杂时，需要将回波信号在慢时间域建模为多分量的立方相位信号(cubicphasesignal,CPS)。针对此类模型的一种普遍思路是，对回波信号的参数进行估计，并重构信号实现成像。因此参数估计的准确性和估计算法的效率将决定复杂机动目标成像的质量。目前，国内外许多学者提出了各种基于参数估计的复杂机动目标成像方法。Wangyong在《Inversesyntheticapertureradarimagingofmanoeuvringtargetbasedonrange-instantaneous-doppl本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复杂机动目标快速成像方法，其特征在于，包括以下步骤：/n第一步：对回波信号进行脉冲压缩和距离徙动矫正；/n假设雷达发射大带宽的线性调频信号：/n

【技术特征摘要】
1.一种复杂机动目标快速成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：对回波信号进行脉冲压缩和距离徙动矫正；
假设雷达发射大带宽的线性调频信号：



其中rect为矩形窗函数，exp为以e为底的对数函数，为快时间，Tp为脉冲宽度，fc为载频，μ为调频率，t为全时间；
对回波信号进行解线频调处理，目标中某一散射点p的回波写为：



其中Ap为回波幅度，B为信号带宽，tk为重新引入的快时间，满足ΔRp为目标转动引起的径向距离差，当目标做复杂机动时，ΔRp具有如下形式：



yp，xp分别代表散射点p的距离信息和方位信息，ω代表目标转动的速度，a1,p，a2,p分别为目标转动的加速度和加加速度；考虑到加速度和加加速度对距离维的影响很小，因此对式(2)做楔石形变换(Keystone)，并对tk做傅里叶变换，即完成了脉冲压缩和距离徙动矫正；处理后的信号如式(4)所示：



其中fr为快时间频率，N为散射点个数，φ2,p＝xpω，φ3,p＝xpa1,p-ypω2，φ4,p＝xpa2,p-3ypa1,pω-ω3；在经过初步处理后，雷达回波信号变为了多分量的立方相位信号；
第二步：对回波信号进行局部多项式变换，估计二次调频率和瞬时频率
取式(4)中第k个距离单元的回波数据，即选取特定的快时间频率值；该距离单元的数据被表示为：



A′p被视为常数；对式(4)进行共轭相乘，并乘以一个三次相位项：



其中ζ为二次调频率的取值范围，根据目标的运动特征确定其范围；
式(6)中共轭相乘的操作会产生两种类型的结果，一种是信号各个分量与其自身的共轭相乘，称为自项；另一种是信号各个分量之间的共轭相乘，称为交叉项；对式(6)按τ进行傅里叶变换，当tm＝0时，式(6)自项和交叉项的傅里叶变换结果分别如下；
自项：



交叉项：

【专利技术属性】
技术研发人员：黄大荣，刘丰恺，郭新荣，冯存前，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61