基于改进型快速双线性参数估计的复杂运动目标 ISAR 成像

Iroiman

摘 要：针对复杂运动目标的逆合成孔径雷达(ISAR)成像中多普勒扩散导致的成像质量下降，该文在建立方位回
8 C  H% Y7 a, N5 L波信号为立方相位信号(CPS)的基础上，提出一种基于改进型快速双线性参数估计的复杂运动目标 ISAR 成像方法。
' O5 N( U. X9 A; t% V该方法通过利用双线性立方相位函数，非均匀快速傅里叶变换(NUFFT)，基于 Chirp-z 的尺度变换以及快速傅里
. N3 z' |2 J# Y叶变换(FFT)等操作，能够快速实现 CPS 参数估计和复杂运动目标的 ISAR 成像。由于实现过程均采用 NUFFT
和 FFT 快速实现，该方法计算量小，并且双线性操作可以保证其具有较好的抗噪声性能和交叉项抑制性能。理论
5 b7 L+ _% ?% c4 o6 W5 M3 J分析和仿真结果验证了该 ISAR 成像算法的有效性。
8 t) g  @0 I; p, x4 w" f% F$ f# m关键词：逆合成孔径雷达；立方相位信号；参数估计；非均匀快速傅里叶变换
1 引言
逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture
& o+ V3 }3 n" M& T- i3 mRadar, ISAR)成像因其在民用和军事应用中的重要
作用，一直以来都是国内外研究的热点[1 8]。当目
) Y+ @5 y' G5 \8 {标匀速转动时，传统的方法直接采用傅里叶变换来
( C9 b+ W# E; L实现基于距离-多普勒(RD)算法的 ISAR 成像。但对
- x! }  x: G! G1 E7 q& G) w1 y于复杂运动的目标，如海面上的舰船或空中高机动
  R  |1 E/ E  t4 y目标，方位回波的高阶相位项将导致多普勒扩散，
降低 ISAR 方位成像质量，因此，传统的 RD 算法
0 _8 w; m& _, J* N+ m. b- q1 l" a和 LFM 模型[9]已不再适用，必须将方位回波信号建
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