[发明专利]一种基于滑窗EHT的进动目标雷达三维成像方法

权利要求书

1.一种基于滑窗扩展霍夫变换的进动目标雷达三维成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、从目标信号中分离出呈正弦函数变化的各个散射点回波信号；

S2、估计正弦信号的周期参数，获得进动目标的进动周期；

S3、估计正弦信号的均值参数；

S4、对各散射点信号进行滑窗扩展霍夫变换处理，估计正弦信号的幅度和初相参数；

S5、计算不同时刻的散射点正弦信号的幅度和相位；

S6、通过坐标转换，将各散射点的正弦信号参数映射到目标实际位置空间中，重建目标的三维图像。

2.根据权利要求1所述的进动目标雷达三维成像方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下分步骤：

S11、假设进动目标的雷达回波信号为其中L表示目标包含的主要散射点的数量，n表示快时间采样序号，采样间隔为Δt_s，且n＝1,...,N，N为快时间样点总数；t表示慢时间采样序号，采样间隔等于雷达的波形重复周期T_r，且t＝1,...,M，M为慢时间样点总数；

S12、进行匹配滤波处理，得到目标的距离-慢时间域信号r表示距离门位置，距离分辨率为Δr，且r＝1,...,K_r，实际距离观察范围为R_r＝K_r·Δr，t表示慢时间采样序号，S(r,t)即为目标的距离-慢时间域图像I(r,t)；

S13、使用经验模式分解算法对图像I(r,t)进行分离，获得每个散射点对应的距离-慢时间域图像I_l(r,t)，其中l＝1,...,L；每幅图像I_l(r,t)包含一条正弦曲线，表示散射点信号在距离-慢时间域呈正弦规律变化，正弦曲线的极坐标表达式为其中A_l、w_l、r_0,l分别为散射点l的幅度、角速度、初相和均值。

3.根据权利要求2所述的进动目标雷达三维成像方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下分步骤：

S21、根据公式(1)计算散射点l的图像数据I_l(r,t)的自相关序列：

其中CCR_l(m),m＝1,...,M为散射点l的自相关序列，m表示样点延迟；

S22、检测自相关序列CCR_l的所有主峰值，估计出主峰值间的平均样点间隔P，得到图像I_l(r,t)中正弦信号的周期为T_l＝P×T_r，散射点l的进动角频率为w_l＝2π/T_l；

S23、重复步骤S21-S22，估计其余L-1个散射点正弦信号的周期，则目标的进动周期T取为所有散射点正弦信号周期T_l的平均值：

目标的角速度w取为所有散射点正弦信号角速度w_l的平均值：

4.根据权利要求3所述的进动目标雷达三维成像方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下分步骤：

S31、从图像I_l(r,t)中截取长度为一个进动周期T的图像I′_l(r,t')；

其中t'＝P₀,P₀+1,...,P₀+P-1，P为进动周期T对应的样点数，P₀为图像I′_l(r,t')的起始样点位置；

S32、根据公式(4)估计散射点l的正弦信号的均值r_0,l：

S33、重复步骤S31-S32，估计其余L-1个散射点正弦信号的均值参数，r_0,l代表了散射点l在图像I_l(r,t)中的均值。