【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于目标成像数据处理，涉及一种太赫兹频段大尺寸旋转目标成像方法、系统和设备。
技术介绍
1、太赫兹雷达相比于传统微波频段具有更大带宽和更短波长的特点，因此在对目标进行逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,isar)成像时，具有更高的距离向分辨率和方位向分辨率。由于分辨率较高，当太赫兹雷达对较大尺寸的匀速旋转目标进行距离多普勒(range doppler,rd)成像时，即使积累角较小(如3°～5°)，仍会发生明显的越距离单元徙动(range cell migration,rcm)现象，甚至引起高阶的越距离单元徙动，从而导致成像散焦。然而在传统的距离多普勒成像模型中，三角函数的泰勒展开只保留了一阶项，往往忽略二阶及更高次项的影响，而在太赫兹频段对较大尺寸目标进行距离多普勒成像时，只进行传统的keystone变换(keystone transform,kt变换)是不够的，二阶项不可忽略，因此，专利技术人在实现本专利技术的过程中，发现传统方法在太赫兹频段对较大尺寸目标成像中存在着成像性能不足的技术问题。
技术实现思路
1、针对上述传统方法中存在的问题，本专利技术提出了一种太赫兹频段大尺寸旋转目标成像方法、一种太赫兹频段大尺寸旋转目标成像系统和一种目标成像设备，能够有效提高太赫兹频段大尺寸目标成像的性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术实施例采用以下技术方案：
3、一方面，提供一种太赫兹频段大尺寸旋转目标成像方法
4、获取匀速旋转大尺寸目标的逆合成孔径雷达回波数据并进行解线频调处理，获得匀速旋转大尺寸目标的基带回波信号；基带回波信号包括对积累角的正余弦进行二阶泰勒展开；
5、对基带回波信号进行kt变换消除一阶越距离单元徙动，采用快速高斯网格非均匀快速傅里叶变换消除二阶越距离单元徙动；
6、构建空变相位补偿函数并对消除越距离单元徙动后的基带回波信号进行相位误差补偿后，进行方位向快速傅里叶变换得到二维成像结果；
7、构建“回”形二维窗后，为二维成像结果加窗并计算二维成像结果的局部图像的图像对比度；
8、在局部图像对比度最大的准则下，采用粒子群优化算法对两待估参数进行迭代估计，迭代终止时所对应的局部图像对比度达到最大，同时得到最终估计的两待估参数和聚焦良好的匀速旋转大尺寸目标成像结果；两待估参数包括匀速旋转大尺寸目标的距离中心偏移和转速。
9、在其中一个实施例中，对基带回波信号进行kt变换消除一阶越距离单元徙动的过程中，包括：
10、构建新的慢时间变量后代入基带回波信号进行近似处理，得到kt变换消除一阶越距离单元徙动的基带回波信号；慢时间变量τm为：
11、
12、其中，fc为雷达载频，tm为方位慢时间，γ为调频率，为距离快时间，fr为快时间频率。
13、在其中一个实施例中，采用快速高斯网格非均匀快速傅里叶变换消除二阶越距离单元徙动的过程中，定义的重采样因子kresample为：
14、
15、其中，ω为目标的旋转速度，τm为构建新的慢时间变量。
16、另一方面，还提供一种太赫兹频段大尺寸旋转目标成像系统，包括：
17、回波获取模块，用于获取匀速旋转大尺寸目标的逆合成孔径雷达回波数据并进行解线频调处理，获得匀速旋转大尺寸目标的基带回波信号；基带回波信号包括对积累角的正余弦进行二阶泰勒展开；
18、徙动消除模块，用于对基带回波信号进行kt变换消除一阶越距离单元徙动，采用快速高斯网格非均匀快速傅里叶变换消除二阶越距离单元徙动；
19、空变补偿模块，用于构建空变相位补偿函数并对消除越距离单元徙动后的基带回波信号进行相位误差补偿后，进行方位向快速傅里叶变换得到二维成像结果；
20、加窗模块，用于构建“回”形二维窗后，为二维成像结果加窗并计算二维成像结果的局部图像的图像对比度；
21、成像模块，用于在局部图像对比度最大的准则下，采用粒子群优化算法对两待估参数进行迭代估计，迭代终止时所对应的局部图像对比度达到最大，同时得到最终估计的两待估参数和聚焦良好的匀速旋转大尺寸目标成像结果；两待估参数包括匀速旋转大尺寸目标的距离中心偏移和转速。
22、在其中一个实施例中，徙动消除模块在对基带回波信号进行kt变换消除一阶越距离单元徙动的过程中，包括：
23、构建新的慢时间变量后代入基带回波信号进行近似处理，得到kt变换消除一阶越距离单元徙动的基带回波信号；慢时间变量τm为：
24、
25、其中，fc为雷达载频，tm为方位慢时间，γ为调频率，t^为距离快时间，fr为快时间频率。
26、在其中一个实施例中，徙动消除模块在采用快速高斯网格非均匀快速傅里叶变换消除二阶越距离单元徙动的过程中，定义的重采样因子kresample为：
27、
28、其中，ω为目标的旋转速度，τm为构建新的慢时间变量。
29、又一方面，还提供一种目标成像设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的太赫兹频段大尺寸旋转目标成像方法的步骤。
30、上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
31、上述太赫兹频段大尺寸旋转目标成像方法、系统和设备，通过基于局部图像最大对比度和粒子群优化的距离中心偏移和转速估计以及聚焦成像的设计构思，充分发挥粒子群优化算法高效的优势，结合目标旋转引起的散焦特点，提出了以局部图像最大对比度为准则的转动参数估计手段；对基带回波信号进行kt校正一阶越距离单元徙动后，利用估计得到的参数和快速高斯网格非均匀快速傅里叶变换进行二阶越距离单元徙动校正，然后进行二阶空变相位补偿，最后进行方位向快速傅里叶变换，二维加窗后再采用粒子群优化算法对两待估参数进行迭代估计，迭代终止时所对应的局部图像对比度达到最大，最终可以得到聚焦良好的距离多普勒成像结果。
32、相比于传统方法，上述所提技术方案将一阶和二阶越距离单元徙动进行了精确校正，再进行二阶空变相位补偿和方位向快速傅里叶变换后，便可实现图像的聚焦成像，最后采用粒子群优化算法对两待估参数进行迭代估计，大大减少了搜索的运算量，具有简单高效等特点，最终达到有效提高太赫兹频段大尺寸目标成像的性能的目的。
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1.一种太赫兹频段大尺寸旋转目标成像方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的太赫兹频段大尺寸旋转目标成像方法，其特征在于，对所述基带回波信号进行KT变换消除一阶越距离单元徙动的过程中，包括：
3.根据权利要求1或2所述的太赫兹频段大尺寸旋转目标成像方法，其特征在于，采用快速高斯网格非均匀快速傅里叶变换消除二阶越距离单元徙动的过程中，定义的重采样因子kresample为：
4.一种太赫兹频段大尺寸旋转目标成像系统，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的太赫兹频段大尺寸旋转目标成像系统，其特征在于，对所述基带回波信号进行KT变换消除一阶越距离单元徙动的过程中，包括：
6.根据权利要求4或5所述的太赫兹频段大尺寸旋转目标成像系统，其特征在于，采用快速高斯网格非均匀快速傅里叶变换消除二阶越距离单元徙动的过程中，定义的重采样因子kresample为：
7.一种目标成像设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至3任一项所述的太赫兹频
...【技术特征摘要】
1.一种太赫兹频段大尺寸旋转目标成像方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的太赫兹频段大尺寸旋转目标成像方法，其特征在于，对所述基带回波信号进行kt变换消除一阶越距离单元徙动的过程中，包括：
3.根据权利要求1或2所述的太赫兹频段大尺寸旋转目标成像方法，其特征在于，采用快速高斯网格非均匀快速傅里叶变换消除二阶越距离单元徙动的过程中，定义的重采样因子kresample为：
4.一种太赫兹频段大尺寸旋转目标成像系统，其特征在于，包括：
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宏强，汤斌，杨琪，易俊，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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