[发明专利]一种基于L型三天线干涉处理的空间自旋目标宽带雷达三维成像方法

说明书

本发明提供一种基于L型三天线干涉处理的空间自旋目标宽带雷达三维成像方法，包括：第一步，对三天线回波信号经过平动补偿，进行解线频调处理，进行一维距离成像，并对距离‑慢时间平面不同散射点的回波曲线进行骨架提取和曲线分离，通过距离定标获取目标径向距离；第二步，对距离‑慢时间平面上的交叉点进行剔除，将三天线得到的距离‑慢时间像进行干涉处理，得到两维位置信息，再将因一维距离旁瓣和噪声影响而产生波动的坐标进行平滑处理。实现了不同时刻对散射点的三维干涉成像，有效克服了单基雷达中无法获得目标真实位置和双/多基雷达中多部雷达回波联合处理困难的问题。

技术领域

本发明涉及信号与信息处理技术，具体涉及一种基于L型三天线干涉处理的空间自旋目标宽带雷达三维成像方法。

背景技术

空间目标探测与识别技术一直以来都是世界各国研究的热点。由于空间目标大都具有自旋、锥旋、翻滚、进动等多种微动形式，因此基于微动特征提取的空间目标识别技术得到了广泛研究。通过分析目标微动引起的回波调制特征，反演目标上散射点的空间三维分布和三维微动参数，可为目标的分类与识别提供重要依据。

现有的空间目标三维成像技术，主要有基于单基雷达的三维成像技术(参见王琦的《快速进动目标高分辨三维雷达成像》，发表在《地球科学与遥感学报》，2008，第四十六期)和基于双/多基雷达的三维成像技术(参见邹小海的《自旋尾翼弹头的双基地微多普勒研究》，发表在《电子与信息学报》，2012，第三十四期)，这些对空间目标的三维成像技术都通过对空间目标的三维成像，提取目标更多的信息，进而实现对目标的分类与识别。

当采用单基雷达对微动目标进行三维成像时，雷达回波的微多普勒特征参数仅由目标微动部件运动矢量在雷达视线方向(LOS)上的投影值决定，因此上述方法所获得的三维成像结果并不能确定目标散射点的真实空间位置，均需要利用目标相对于雷达的姿态信息才能实现对成像结果的准确定标。而在实际应用中，仅利用单基雷达难以准确获得目标相对于雷达的姿态信息。且需要利用目标微多普勒信号为正弦调频(SinusoidalFrequency Modulation，SFM)信号这一先验信息，对于复杂微动目标并不适用。当采用双/多基雷达对微动目标进行三维成像时，获得目标真实三维成像结果和三维微动特征时，都需要通过对位于不同视角的多部雷达的回波进行联合处理，在实际应用中还面临着雷达同步、目标上散射中心各向异性、遮挡效应等问题，且系统实现较为复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提出一种基于L型三天线干涉处理的空间自旋目标宽带雷达三维成像方法。

本发明是通过如下方式实现的：

步骤一：对三天线回波信号经过平动补偿，进行解线频调处理，进行一维距离成像，并对距离-慢时间平面不同散射点的回波曲线进行骨架提取和曲线分离，通过距离定标获取目标径向距离；

步骤二：对距离-慢时间平面上的交叉点进行剔除，将三天线得到的距离-慢时间像进行干涉处理，得到两维位置信息，再将因一维距离旁瓣和噪声影响而产生波动的坐标进行平滑处理。

所述的步骤一具体包括下述步骤：

Step 1)通过平滑滤波、二值化处理之后提取距离-慢时间平面曲线骨架；

Step 2)对提取的骨架进行曲线分离，初始化：令i＝1，d＝0，c^1×N为零向量；

Step 3)求S_K(|S(f,t_m)|)第i列中大于阈值ζ的点，将这些点在S_K(|S(f,t_m)|)中的行序号记在向量r中，设r中共有p个元素，r(i_p)为r中第i_p个元素，建立p个零向量令