空中微动旋转目标的二维ISAR成像算法.pdf

第9期电子学报Vol.37No.9

2009年9月ACTAELECTRONICASINICASep.2009

空中微动旋转目标的二维ISAR成像算法

白雪茹,周峰,邢孟道,保铮
(西安电子科技大学雷达信号处理重点实验室,陕西西安710071)

摘要:针对具有高速旋转部件的空中微动目标ISAR回波,本文提出一种基于低调频率匹配滤波的刚体与高
速旋转部件回波分离方法.同时针对高速旋转部件的回波特点,提出基于逆2Radon变换的成像算法估计高速旋转散射
点图像.最终同时得到微动目标刚体以及旋转部件的聚焦良好的ISAR图像.仿真和实测数据处理结果证明了所提算
法的有效性.
关键词:逆合成孔径雷达(ISAR);微动目标成像;低调频率匹配滤波;I2Radon变换
中图分类号:TN957文献标识码:A文章编号:037222112(2009)0921937207

2DISARImagingAlgorithmforAirMicro2MotionTargets

BAIXue2ru,ZHOUFeng,XINGMeng2dao,BAOZheng
(KeyLaboratoryforRadarSignalProcessing,XidianUniversity,Xi’an,Shaanxi710071,China)

Abstract:ForISARechoesofairmicro2motiontargetswithhigh2speedrotatingparts,thispaperpresentsalowchirprate
matchingbasedalgorithmtoseparatetheechoesofrigidbodyfromthatoftherotatingparts.Meanwhile,aninverseRadontransform
basedalgorithmisproposedtoestimatetheimageofrotatingscatters,accordingtothecharacteristicsofmicro2Dopplersignals.
Therefore,well2focusedISARimagingforboththerotatingpartsandtherigidbodycanbeobtained.Finally,theresultsofsimulated
andmeasureddatahaveprovedthevalidityoftheproposedalgorithm.
Keywords:inversesyntheticapertureradar(ISAR);micro2motiontargetimaging;lowchirpratematchedfiltering;inverse
Radontransform

频分析方法对微多普勒特征参数进行提取.文献[3]采
1引言
用自适应chirplet分解算法将目标刚体和旋转部件回波
对成像雷达而言,目标或目标部件在雷达视线方向映射到不同的参数空间,并通过设置门限分离刚体回
上,相对于目标与雷达的径向距离的小幅、非匀速运动波.文献[4]则采用基于有序统计(orderstatistics)的方法
称为微动.由于存在相对于刚体部分的高速旋转,因此分离旋转部件回波.以上方法在一定情况下可以获得良
当采用逆合成孔径雷达(ISAR)对空中微动目标进行成好的信号分离效果.但在实际应用中,目标旋转部件可
像时,飞机螺旋桨、直升机旋翼、涡轮式发动机叶片,旋能尺寸较大、转速很高,而现有雷达接收机的脉冲重复
进的导弹弹头等微动旋转部件会在一定的姿态角范围频率(PRF)很难达到方位向无混迭采样要求.因此在对
内对雷达波形进行调制,从而产生含有周期性调制成分包含微多普勒的距离单元进行时频分析时,频谱的混迭
[1,2]
的雷达回波信号,即产生微多普勒效应.如果采用会严重影响微多普勒参数的准确获取.即使旋转部件的
传统ISAR成像方法对该类微动目标成像,则其旋转部转速很慢,距离单元中往往包含大量的散射点,从时频
件在ISAR图像中将表现为沿多普勒方向的调制干扰分布中很难精确估计出微多普勒参数.此外,由于
带,对目标的ISAR图像质量造成了很大的影响,增加了chirplet集非常庞大,因此对信号的chirplet分解具有很
识别的难度.高的运算复杂度[4].上述微动目标成像算法注重微多普
现有的大部分微动目标成像算法着重研究微动目勒的分离和抑制,而仅获得目标刚体的ISAR图像.这种
标的微多普勒提取方法,它们将微多普勒作为干扰信号思路相当于摒弃了目标微动分量,损失了目标旋转部件
[1～4]
进行分离和抑制,而仅利用目标刚体回波成像.文的信息,因此获得的成像结果对目标的描述是不完全
献[1,