[发明专利]针对快速空天目标的步进ISAR成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷达遥感信号处理及遥感成像方法领域，具体是针对快速空天目标的一种步进ISAR成像方法。

背景技术

作为一种全天候、全天时、远距离的信息获取手段，逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)能够在复杂环境下完成光学雷达、红外雷达难以完成的侦察和监视任务，得到高分辨的ISAR二维图像。ISAR图像可以用来对运动目标进行识别和分类，战场预警及监视，飞机塔台控制和空间目标监视等，在军事和民用上都有广泛的应用。为了得到目标更细致的特征信息，需要获得目标高分辨率的ISAR图像，这就要求雷达发射带宽尽可能大的信号，但大带宽信号对雷达接收机的要求较高。当发射步进频率电磁波时，可以利用一个频率可变的窄带雷达接收机进行回波接收，再通过后期数据处理将步进频率信号合成为一个大带宽信号。这样大大降低了瞬时接收带宽和雷达系统的采样频率，降低了雷达硬件成本，因而被广泛应用。

然而，步进频率信号的带宽合成对雷达回波的相位非常敏感，对快速空天目标进行观测时，目标运动带来的多普勒使得不同子带之间存在相位差异，从而降低回波信号相干性，导致步进频率信号带宽合成的失配，影响最终的成像效果。目前步进ISAR成像方法都是基于“一步一停”近似回波模型，且依靠包络对齐和相位自聚焦技术完成运动补偿，Liu.Y等依靠步进频子带之间重叠带宽的相关性来估计目标运动参数，Karakasiliotis等在高信噪比条件下通过测量距离向偏移来估计目标运动参数。以上方法对快速空天目标进行ISAR成像时，由于“一步一停”回波模型和真实情况之间存在误差，从而导致了成像处理中各步进频率回波相位之间的差异，降低频带合成后的成像效果，因此并不能很好地解决快速目标步进频率ISAR成像处理问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对快速空天目标的步进ISAR成像方法，旨在以更精确的回波表达和子带处理获得更好的频带合成结果，以解决现有技术存在的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

快速空天目标步进ISAR成像处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)在精确回波信号模型下表示步进ISAR接收到的快速空天目标的反射回波信号：

s(t^,tm)=σpwr(t^-τ)exp(jπγ(t^-τ)2)exp(-j2πfnτ),]]>

其中，为快时间，t_m为慢时间，τ为回波延迟，σ_p为目标散为射点的后向散射系数，γ为发射信号的调频率，f_n为信号载频，为距离向矩形窗函数，exp为以自然对数e为底的指数函数，j为虚数单位；

(2)对回波进行数据处理得到无模糊的理想的步进ISAR回波信号，过程如下：

2a)抑制目标回波多普勒模糊：

在距离频域-方位时域构建方位去斜函数H_d(f_r,t_m)：