[发明专利]一种基于TOAF的复杂目标ISAR成像方法

说明书

本发明提供一种基于TOAF的复杂运动目标ISAR成像方法，包括：获取待测目标在每个距离单元中的散射点的雷达回波信号；对雷达回波信号进行距离走动补偿；将距离走动补偿后的雷达回波信号建模为立方相位信号；采用三阶自相关函数和解线性调频技术对立方相位信号进行参数估计，得到预估参数；根据预估参数，对立方相位信号进行多普勒频移补偿；利用多普勒频移补偿之后的立方相位信号，重建得到待测目标的ISAR图像。本发明通过复乘、非均匀快速傅里叶变换等操作可以快速完成计算过程，同时可以提高抗噪声性能。

技术领域

本发明属于逆合成孔径雷达成像技术领域，具体涉及一种基于TOAF的复杂目标ISAR成像方法。

背景技术

逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)作为一种有效的非合作目标识别技术，在过去几十年得到了广泛的研究。对于成像时多普勒频移恒定的目标，距离-多普勒(Range-Doppler,RD)ISAR成像算法是一种有效的方法。但在实际应用中，目标往往是机动的，多普勒频率是时变的。因此，现有技术中针对上述情况，常用的成像技术为对距离瞬时多普勒(Range-Instantaneous-Doppler,RID)技术。

关于RID成像算法，通常可以分为两类：线性算法和非线性算法。线性算法主要有最大似然(Maximum likelihood,ML)和修正离散Chirp傅里叶变换(Modified discretechirp Fourier transform，MDCFT)，非线性算法包括立方相位函数(Cubic PhaseFunction,CPF)、局部多项式魏格纳分布(Local polynomial Wigner distribution,LPWD)、Keystone时间线性调频率分布(Keystone time-Chirp rate distribution,KTCRD)、变尺度傅里叶变换(Scaled Fourier transform,SFT)、调频率-二次调频率分布(Chirp Rate-Quadratic Chirp Rate,CRQCRD)、修正吕分布(Modified Lv’sDistribution,MLVD)及修正调频率-二次调频率分布(Modified Chirp Rate-QuadraticChirp Rate,MCRQCRD)等。

上述线性算法和非线性算法中，部分算法抗噪声性能比较低，部分算法计算过程复杂，并且由于噪声干扰对成像效果也不佳。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于TOAF的复杂目标ISAR成像方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供的一种基于TOAF的复杂运动目标ISAR成像方法，包括：

获取待测目标在每个距离单元中散射点的雷达回波信号；

对所述雷达回波信号进行距离走动补偿；

将距离走动补偿后的雷达回波信号建模为立方相位信号；

采用三阶自相关函数和解线性调频技术对所述立方相位信号进行参数估计，得到预估参数；

根据预估参数，对所述立方相位信号进行多普勒频移补偿；

利用多普勒频移补偿之后的立方相位信号，重建得到所述待测目标的ISAR图像。

可选的，所述立方相位信号为：

其中，l表示第l个距离单元，L表示总的距离单元数，t_n表示慢时间，P表示第l个距离单元内的散射点的个数，A_p表示第p个散射点的雷达回波信号的幅度，α_p表示第p个散射点的雷达回波信号的中心频率，β_p表示第p个散射点的雷达回波信号的调频率，γ_p表示第p个散射点的雷达回波信号的二次调频率。