近年來,利用逆合成孔徑雷達(dá)（ISAR）對非合作機(jī)動目標(biāo)進(jìn)行成像觀測,在戰(zhàn)場偵測、空地資源管控等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的機(jī)動目標(biāo)ISAR成像算法在估計(jì)目標(biāo)調(diào)頻率時(shí),往往存在運(yùn)算量較大與傳遞誤差明顯的問題,從而導(dǎo)致成像質(zhì)量下降。為解決上述問題并獲取分辨率良好的ISAR圖像,本文提出了一種基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換（FRFT）的快速ISAR成像算法。首先分析提取了目標(biāo)調(diào)頻率與兩組FRFT變換角之間的幾何關(guān)系式,之后設(shè)計(jì)相應(yīng)的運(yùn)動參數(shù)估計(jì)算法,即可快速、獨(dú)立并且準(zhǔn)確地估計(jì)得到目標(biāo)調(diào)頻率,從而有效避免傳遞誤差對參數(shù)估計(jì)精度的影響,進(jìn)而改善成像質(zhì)量。除此之外,所提算法僅利用兩組FRFT變換角進(jìn)行輔助估計(jì)調(diào)頻率,避免了傳統(tǒng)搜索帶來的巨大運(yùn)算量,因此能夠顯著降低算法復(fù)雜度。最后利用實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證了所提算法的有效性。 

【文章來源】：火控雷達(dá)技術(shù). 2020,49(03)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

機(jī)動目標(biāo)ISAR成像觀測幾何模型

其中PRF表示系統(tǒng)的脈沖重復(fù)頻率。由式(9)不難看出,此時(shí)目標(biāo)調(diào)頻率估計(jì)已經(jīng)被轉(zhuǎn)化為時(shí)頻變換角度θ的估計(jì)問題。傳統(tǒng)估計(jì)方法此時(shí)是通過設(shè)定搜索范圍與搜索迭代步長,對范圍內(nèi)的所有角度進(jìn)行搜索以獲得變換角度值,這會極大地增加算法的運(yùn)算復(fù)雜度。為降低運(yùn)算量,在本節(jié)中提出了一種FRFT快速估計(jì)調(diào)頻率方法,相應(yīng)原理與算法步驟將在隨后結(jié)合圖2進(jìn)行詳細(xì)的推導(dǎo)說明。圖2給出了所提FRFT快速估計(jì)算法中所用到的幾何信息,相應(yīng)的仿真系統(tǒng)參數(shù)如表2所示。由于FRFT可以看作是目標(biāo)軌跡沿特定角度轉(zhuǎn)換后的投影,圖2(b)中的Lθ代表距離壓縮域內(nèi)的歸一化投影長度,由圖不難看出,投影長度Lθ與時(shí)頻變換角θ存在特定幾何關(guān)系,可以通過測量Lθ長度值推導(dǎo)時(shí)頻變換角θ,進(jìn)而估計(jì)調(diào)頻率。但在二維距離壓縮域內(nèi),歸一化投影的長度Lθ往往難以通過測量獲得,從而無法通過計(jì)算角度θ來實(shí)現(xiàn)調(diào)頻率的估計(jì)。因此轉(zhuǎn)換估計(jì)思路,通過利用兩組FRFT變換角度分別為與的變換結(jié)果來消除,進(jìn)而直接獲得時(shí)頻變換角與兩組FRFT變換角的關(guān)系式。因此,由圖2(b)可以得到

表2 仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)參數(shù) 參數(shù) 數(shù)值 參數(shù) 數(shù)值 中心載頻 1.14 GHz 距離采樣頻率 120 MHz 發(fā)射帶寬 100 MHz 中心頻率 1.5 脈沖寬度 10 μs 調(diào)頻率 -0.8 脈沖重復(fù)頻率 1000 Hz在對仿真回波信號進(jìn)行距離壓縮與運(yùn)動補(bǔ)償后,消除了距離徙動,并使得所有散射點(diǎn)均處于正確的距離單元內(nèi),便可以進(jìn)行后續(xù)運(yùn)動參數(shù)估計(jì)。圖4給出了場景信噪比為SNR=8 dB時(shí),利用不同算法得到的仿真目標(biāo)ISAR成像結(jié)果。


本文編號：3283385