[发明专利]一种太赫兹雷达ISAR成像方法

摘要

本发明公开了一种太赫兹雷达ISAR成像方法，包括如下步骤对接收到的回波信号进行解线调频；对所述回波信号的距离向回波进行傅里叶变换；在时域分析所述回波信号，构造核函数，提所述回波信号在方位向回波非线性的二阶chirp信号各参数，构造补偿函数，进行运动补偿；对得到的所述方位向回波进行傅里叶变换（FFT）得到二维像。本发明提供的太赫兹雷达ISAR成像方法可以处理高阶chirp信号，并且估计所用的计算成本只是在二维空间进行匹配搜索，计算复杂度不高，适用于太赫兹雷达成像。

主权项

一种太赫兹雷达ISAR成像方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：对接收到的回波信号进行解线调频，设太赫兹雷达发射线性调频信号为s(t)，雷达接收到的目标信号为sr(t)，具体为：步骤1a：太赫兹雷达发射信号为：s(t)=rect(tTp)ej2π(fct+12γt2)]]>其中，fc为中心频率，Tp为脉宽，γ为调频率；步骤1b：雷达接收到的回波为：sr(t)=rect(t-2R/cTp)ej2π(fc(t-2Rc)+12γ(t-2Rc)2)]]>其中，c表示电磁波传播速度，R为某点目标与雷达间距离；步骤1c：利用解线频调公式sif(t)＝sr(t)·s*(t)，计算差频输出为：sif(t)=Arect(t-2R/cTp)ej4πcγRte-j4πcfcRej4πc2γR2]]>步骤二：对所述回波信号的距离向回波进行傅里叶变换，具体为：步骤2a：对所述步骤1c中所述sif(t)做傅里叶变换：Sif(f)=ATpsinc[Tp(f+2γcR)]e-j4πfcRe-j4πcfcRej4πc2γR2]]>其中，步骤2b：对所述步骤2a中得到的所述Sif(f)进行去斜处理及去除RVP项：即Sif(f)乘以得：SIF(f)=ATpsinc[Tp(f+2γcrR)]e-j4πcfcR;]]>步骤三：在时域分析所述回波信号，构造双参数形式核函数，提取所述回波信号在方位向的回波非线性二阶chirp信号参数，构造补偿函数，进行运动补偿；其中所述双参数形式核函数模型为：Kφ,ψ(t,u)=12πjl(φ)exp[j(u2g(φ)+t2g(φ)-ut1l(φ)+f(u,ψ)-f(t,ψ))],]]>其中，l(φ)＝sin(φ)，f(u,ψ)＝ψu3，得到双参数形式核函数如下：Kψ,λ(t,u)=csc(ψ)2πjexp[j(u22cotψ+t22cotψ-utcscψ+λu3-λt3)]---(1)]]>其中，ψ,λ为实参，t,u表示二维时域；所述补偿函数及运动补偿具体过程为：步骤3a：对所述步骤一得到的回波信号分析得到其相位为：Φ(t)=-4πcfc·R=-4πcfc·r(t)]]>步骤3b：通过对所述相位求一阶导数得到所述回波信号的多普勒频移：fd=12π∂φ(t)∂t=-2fcc(αt+βtt+wtt2)+2fcc(ωr+βrt+wrt2)]]>其中，αt，βt，wt分别是目标径向运动速度，加速度，加加速度；类似地，ωr，βr，wr分别是旋转的角速度，角加速度，角加加速度，上式第一部分为雷达视线向平动引起的多普勒频移，需要完全补偿掉，第二部分为目标旋转引起的多普勒频移用于成像，所述回波信号在方位向回波是一个非线性的二阶chirp信号，所述二阶chirp信号可以表示为：x(t)=Aej(αt3+βt2+ωt+φ)]]>其中，参数λ表示二阶chirp信号在核函数中的弯曲程度；步骤3c：选用式(1)所示双参数形式核函数，对所述非线性二阶chirp信号通过二维搜索进行参数提取，得到各参数步骤3d：构造补偿函数使用公式Scomp＝SIF(f)·Sc完成运动补偿；步骤四：对得到的所述运动补偿后的回波信号进行傅里叶变换得到二维像，即针对步骤三运动补偿后的所述信号Scomp横向做傅里叶变换进行方位向压缩。