基于稀疏孔径的机动目标逆合成孔径雷达成像方法

摘要

本发明公开了一种基于稀疏孔径的机动目标逆合成孔径雷达成像方法，本发明的实现步骤是：（1）接收稀疏孔径的逆合成孔径雷达的原始回波数据；（2）距离压缩和包络对齐处理；（3）精确的相位校正；（4）重构稀疏孔径回波信号；（5）快速傅立叶变换实现距离‑多普勒成像。本发明具有在机动目标和稀疏孔径情况下，能够对逆合成孔径雷达ISAR成像处理实现精确的相位补偿和数据重构，获得更聚焦的高质量逆合成孔径雷达ISAR成像结果。

主权项

一种基于稀疏孔径的机动目标逆合成孔径雷达成像方法，包括如下步骤：(1)距离压缩：对逆合成孔径雷达ISAR接收到的稀疏回波信号，进行距离压缩处理，得到距离压缩处理的回波信号；(2)包络对齐：对距离压缩处理的回波信号进行包络对齐处理，得到包络对齐处理的回波信号；(3)相位补偿：(3a)对包络对齐处理的回波信号进行多普勒频率补偿，得到多普勒频率补偿的回波信号；(3b)对多普勒频率补偿的回波信号进行二次相位项补偿，得到二次相位项补偿的回波信号；(3c)对二次相位项补偿的回波信号的协方差矩阵进行特征值分解，将最大特征值对应的特征向量作为误差相位，用二次相位项补偿的回波信号的相位减去误差相位，得到误差相位补偿的回波信号；(3d)判断相邻两次迭代得到的最大特征值之差是否小于当前迭代得到的最大特征值的5％，如果是，执行步骤(4)，否则，执行步骤(3a)；(4)重构稀疏孔径回波信号：(4a)对误差相位补偿的回波信号建立最优化问题，得到逆合成孔径雷达ISAR成像的代价函数；所述误差相位补偿的回波信号建立最优化问题是按照下式实现的：$\bar{w}=\arg min\left|\right|w|{|}_1,$s.t.||s₀‑Dw||₂≤||σ||₂其中，表示误差相位补偿的回波信号的最优参数矢量，arg min表示最小值操作，w表示需要重构ISAR图像的参数矢量，||·||₁表示1范数操作，s.t.表示约束操作，s₀表示误差相位补偿的回波信号，D表示稀疏孔径的chirp‑傅立叶字典，||·||₂表示2范数操作，σ表示误差相位补偿的回波信号噪声；(4b)利用正交匹配追踪OMP算法，对逆合成孔径雷达ISAR成像的代价函数进行求解，得到稀疏孔径重构的回波信号；(5)距离‑多普勒成像：对稀疏孔径重构的回波信号,进行快速傅里叶变换，实现逆合成孔径雷达ISAR的距离‑多普勒成像。