一种太赫兹高速目标雷达成像方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109633642A(43)申请公布日2019.04.16(21)申请号201811511067.6(22)申请日2018.12.11(71)申请人上海无线电设备研究所地址200090上海市杨浦区黎平路203号(72)发明人王平程妹华肖建钟馥鸾郑广瑜(74)专利代理机构上海元好知识产权代理有限公司31323代理人徐雯琼张妍(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种太赫兹高速目标雷达成像方法(57)摘要本发明涉及一种太赫兹高速目标雷达成像方法，基于窄带模式雷达测量及数据存储的转动参数估计；雷达发射多通道宽窄带线性调频信号，利用去斜处理方式进行脉冲压缩，对目标进行探测和高分辨成像；对不同运动条件下回波信号进行平动补偿；非匀速转台模型自适应补偿成像。目标运动过程中，相对雷达张角发生较大变化，进而引起目标多普勒速度急剧变化，为此本发明采用转台模型进行处理。利用系统窄带工作模式测量目标距离、速度和角度信息，并估算出转台角速度和角加速度，并通过对角加速度引起的非线性相位项补偿，将转台模型转换为匀速转台模型，并进一步利用常规距离-多普勒算法获得目标高分辨雷达图像。CN109633642ACN109633642A权利要求书1/2页1.一种太赫兹高速目标雷达成像方法，其特征在于，包含以下过程：步骤1.基于窄带模式雷达测量及数据存储的转动参数估计；雷达发射多通道宽窄带线性调频信号，利用去斜处理方式进行脉冲压缩，对目标进行探测和高分辨成像；步骤2.对不同运动条件下回波信号进行平动补偿；步骤3.非匀速转台模型自适应补偿成像。2.如权利要求1所述太赫兹高速目标雷达成像方法，其特征在于，步骤1进一步包含以下过程:步骤1.1发射窄带信号完成目标运动参数测量，获得测量目标相对于雷达的运动速度v、距离RP和角度θ信息；步骤1.2根据窄带工作模式下目标距离和角度信息以及预先存数的数据比对，利用下式的二阶近似以及运动目标几何运动模型，计算出转台模型瞬时角速度和角加速度其中，Δθ(tm)表示合成孔径时间内目标相对于雷达视线旋转角，θ′表示雷达轴向与目标和雷达连线的夹角，Hp表示目标到雷达轴向距离；步骤1.3切换至宽带信号发射模式，并基于窄带信号测量参数确定不同运动条件下宽带回波信号成像时长。3.如权利要求2所述太赫兹高速目标雷达成像方法，其特征在于，步骤2进一步包含以下过程：步骤2.1利用相邻相关法对回波进行包络对齐；步骤2.2基于多特显点综合的方法进行自聚焦。4.如权利要求3所述太赫兹高速目标雷达成像方法，其特征在于，步骤3进一步包含以下过程：步骤3.1由步骤1计算得到的角速度以及角加速度，选择补偿函数其中，tm为慢时间；多普勒调频率步骤3.2利用非线性相位补偿，将非匀速转台模型变换至匀速转台模式，即回波信号最终表示为2CN109633642A权利要求书2/2页其中，γ为信号线性调频率，为快时间，fc为雷达工作频率，xP表示目标在成像平面内的横坐标；步骤3.3根据点目标回波的多普勒中心作旋转引起的距离走动，而后转换为无距离徙动的转台模型；然后，利用距离-多普勒算法获得高分辨雷达图像，λ为雷达工作波长。3CN109633642A说明书1/5页一种太赫兹高速目标雷达成像方法技术领域[0001]本发明所涉及的是太赫兹主动成像技术领域，适用于运动目标高分辨成像的实现。背景技术[0002]常规雷达技术逐步从距离、速度、角度等参数的测量，向雷达高分辨成像技术发展。鉴于太赫兹雷达具备较大带宽以及较短波长，其在雷达成像方面具备较大优势，既可降低系统有效尺寸又可实现高分辨成像，也可为目标识别提供丰富信息。[0003]专利CN106405550A公开了一种高速目标ISAR精确成像建模方法，主要解决常规成像模型因假设雷达信号发射、传播和接收过程中目标静止而带来的模型误差的问题，结合发射信号的具体形式，可以得到目标回波的具体表达，进而确定高速目标ISAR精确成像模型。[0004]专利CN107024684A提出一种空间高速运动目标干涉式三维成像方法，采用三天线回波平动补偿、基于改进OMP算法对联合参数化稀疏表征以及干涉相位信息处理实现对空间目标的三维成像。[0005]专利CN104502912A公开了一种高速运动目标逆合成孔径雷达成像方法。针对高速运动目标，首先利用最小二乘法和包络对齐估计目标运动参数，然后采用估计的运动参数对解线频调回波信号进行相干化处理，通过加权特征向量自聚焦算法对运动参数估计带来的相位误差予以消除，再利用楔形变换校正距离徙动，最后得到成像结果。[0006]太赫兹雷达成像信号处理存在一定的特点，尤其针对一定距离的高速运动目标