一种对非协同目标高精度的ISAR运动补偿方法

摘要

一种对非协同目标高精度的ISAR运动补偿方法，该方法在传统的包络相关方法的基础上重新定义参考距离像，然后计算待对准距离像与参考距离像之间的互相关函数EC(τ_m+1)，其中m＝0,1,…,M-1，M为距离像组数，τ_m+1为距离偏移量。运动补偿方法的核心技术是精确的估计每一个距离像与参考距离像之间的偏移量，即：从而消除距离徙动；再对每个距离像中的相位矢量进行估计和补偿，消除目标的相位误差；从而可以得到运动补偿后的高精度ISAR图像。采用本发明的方法可以显著消除目标运动引起的成像模糊问题，是一种为高速运动目标提供高分辨率的ISAR图像的有效方法。

主权项

1.一种对非协同目标高精度的ISAR运动补偿方法，其特征在于实现步骤如下：（1）由步进频率逆合成孔径雷达获得大小为M*N的非协同目标回波数据E[m,n]，其中M表示传感器接收的总脉冲串组数，N表示每一组脉冲串中步进频率脉冲的个数；（2）对目标回波数据沿距离向进行脉冲压缩，得到M组长度为N的距离像RP_m(n)，m＝0,1,…,M-1;n＝0,1,…,N-1，其中m表示脉冲串数，n表示脉冲数；（3）定义第一组对准距离像式中RP₀(n)表示第一个组未对准距离像；（4）由第m组已对准距离像和参考距离像RP_refm(n)，按如下公式计算出下一组参考距离像RP_refm+1(n)：${\mathrm{RP}}_{\mathrm{refm}+1}\left(n\right)=\frac{m}{m+1}{\mathrm{RP}}_{\mathrm{refm}}\left(n\right)+\frac{1}{m+1}\left|\overline{{\mathrm{RP}}_m\left(n\right)}\right|---\left(1\right)$（5）将RP_m(n)右移τ_m+1，计算RP_refm+1(n)与RP_m+1(n-τ_m+1)之间的互相关函数：$\mathrm{EC}\left({\tau }_{m+1}\right)=\underset{n=0}{\overset{N-1}{\Sigma }}\left|{\mathrm{RP}}_{\mathrm{refm}+1}\left(n\right)\right|·\left|{\mathrm{RP}}_{m+1}(n-{\tau }_{m+1})\right|---\left(2\right)$其中τ_m+1为[0,1,…,N-1]中的整数；（6）计算EC(τ_m+1)取得最大值时，τ_m+1在[0,1,…,N-1]中的值，记为τ_m+1，0；（7）根据Nelder-Mead法则，将τ_m+1，0作为迭代技术的初始猜测值，得到最佳距离徙动值${\hat{\tau }}_{m+1}=\arg \underset{{\tau }_{m+1}}{\max }\mathrm{EC}\left({\tau }_{m+1}\right)---\left(3\right)$不一定为整数；（8）计算如下式所示：$\overline{{\mathrm{RP}}_{m+1}\left(n\right)}={\mathrm{RP}}_{m+1}(n-{\hat{\tau }}_{m+1})---\left(4\right)$当不是整数时，由傅里叶变换的平移性质，按如下方法实现上述过程：${\mathrm{RP}}_{m+1}(n-{\hat{\tau }}_{m+1})=\mathrm{FFT}\left\{e^{j(2\pi /N){\hat{\tau }}_{m+1}q}\mathrm{IFFT}\right\{{\mathrm{RP}}_{m+1}\left(n\right)\left\}\right\}---\left(5\right)$q表示向量[0,1,…,N-1]^T，[·]^T表示向量转置；（9）令m＝m+1，如果m＜M-1，重复以上（4）-（8）进行下一个距离像的对准；（10）所有距离像对准完毕后，进行相位校正：式中c为光速，f_n为第n个脉冲的频率，为矫正后相位。