一种太赫兹雷达isar成像方法
【专利摘要】本发明公开了一种太赫兹雷达ISAR成像方法，包括如下步骤：对接收到的回波信号进行解线调频；对所述回波信号的距离向回波进行傅里叶变换；在时域分析所述回波信号，构造核函数，提所述回波信号在方位向回波非线性的二阶chirp信号各参数，构造补偿函数，进行运动补偿；对得到的所述方位向回波进行傅里叶变换（FFT）得到二维像。本发明提供的太赫兹雷达ISAR成像方法可以处理高阶chirp信号，并且估计所用的计算成本只是在二维空间进行匹配搜索，计算复杂度不高，适用于太赫兹雷达成像。
【专利说明】—种太赫兹雷达ISAR成像方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太赫兹雷达成像技术，尤其涉及一种太赫兹雷达ISAR成像方法。
【背景技术】
[0002]拟合成孔径雷达(ISAR)是一种二维高分辨率成像技术。用转台模型处理ISAR成像不仅简单，而且易于理解和实现。将目标运动转换为转台目标模型的关键技术在于平动补偿。而ISAR由于目标运动特性的未知性，导致运动补偿较合成孔径雷达复杂得多。太赫兹雷达由于其所处频段的独特性，与传统的微波雷达相比更适合实现极大信号带宽，从而获得极高的距离向分辨力；波长更短，在太赫兹频段更易实现极窄的天线波束实现更高的角度分辨；大气穿透能力更强，更适用于恶劣天气条件。随着太赫兹雷达硬件技术及理论的不断发展，使用太赫兹雷达实现极高分辨率成像已经成为近年来的研究热点，而运动补偿是太赫兹雷达成像中至关重要的一个步骤。由于太赫兹雷达波长多为亚毫米量级，对目标的运动极其敏感，目标稍微移动很小的距离对回波信号多普勒也会产生很大影响，这样一来使用包络对齐，相位校正的传统运动补偿的方法往往很难满足运动补偿精度的要求，而弓I起成像结果在横向产生模糊和畸变。
[0003]时频分析可以克服傅里叶变换只能在频域整体表示的缺陷，得到频率随时间的变化。利用时频分析的方法可以有效估计目标的运动运动参数，充分利用回波自身信息进行运动补偿。时频分布主要有线性时频分布和二次型时频分布两种，线性时频分布由傅里叶变换转化而来，包括小波变换、Gabor变换、短时傅里叶变换(STFT)，分数傅里叶变换(FrFT)等。被广泛使用的二次型分布是Wigner-Ville (WVD)及一系列改进变形式。二次型时频分布由于其特殊形式对非单个分量信号就一定存在交叉项。这些方法被限制在线性chirp信号处理中。由于太赫兹波对微小运动的敏感性，这种使用线性chirp近似方位向信号已经不能满足成像要求，这就要求采用非线性的高阶chirp信号近似，这进一步增加了运动补偿的复杂性。
【发明内容】
[0004]有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种太赫兹雷达ISAR成像方法，解决太赫兹频段ISAR成像相位对准的高精度要求的难题，对太赫兹雷达回波使用二阶chirp信号模型建模，利用新提出的一种变换估计chirp信号的参数，然后构造相位补偿函数对回波信号补偿，从而解决太赫兹频段毫米级波长对微小运动敏感造成的模糊问，实现对目标场景的清晰成像。
[0005]为实现上述目的，本发明提供了一种太赫兹雷达ISAR成像方法，包括如下步骤:
[0006]步骤一:对接收到的回波信号进行解线调频；
[0007]步骤二:对所述回波信号的距离向回波进行傅里叶变换(FFT)；
[0008]步骤三:在时域分析所述回波信号，构造核函数，提所述回波信号在方位向回波非线性的二阶chirp信号各参数，构造补偿函数，进行运动补偿；[0009]步骤四:对得到的所述方位向回波进行傅里叶变换(FFT)得到二维像。
[0010]在本发明的较佳实施方式中，设太赫兹雷达发射线性调频信号为s(t)，雷达接收到的目标信号为S (t)，所述步骤一中所述解线调频具体步骤如下:
[0011](Ia)太赫兹雷达发射信为:
[0012]
【权利要求】
1.一种太赫兹雷达ISAR成像方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一:对接收到的回波信号进行解线调频； 步骤二:对所述回波信号的距离向回波进行傅里叶变换(FFT)； 步骤三:在时域分析所述回波信号，构造核函数，提所述回波信号在方位向回波非线性的二阶chirp信号各参数，构造补偿函数，进行运动补偿； 步骤四:对得到的所述运动补偿后的回波信号进行傅里叶变换(FFT)得到二维像。
2.如权利要求1所述的太赫兹雷达ISAR成像方法，设太赫兹雷达发射线性调频信号为s⑴，雷达接收到的目标信号为Sr (t)，其特征在于，所述步骤一中所述解线调频具体步骤如下: (Ia)太赫兹雷达发射信号为:
3.如权利要求2所述的太赫兹雷达ISAR成像方法，其特征在于，所述步骤二中所述距离向傅里叶变换(FFT)具体步骤如下: (2a)对所述步骤(Ic)中所述sif(t)做傅里叶变换:
4.如权利要求1所述的太赫兹雷达ISAR成像方法，其特征在于，所述步骤三中构造的核函数为双参数核函数模型:
5.如权利要求4所述的太赫兹雷达ISAR成像方法，其特征在于，所述步骤三中运动补偿具体步骤如下: (3a)对所述步骤一得到的回波信号分析得到其相位为:
6.如权利要求1所述的太赫兹雷达ISAR成像方法，其特征在于，所述步骤四中所述傅里叶变换成像指针对步骤三运动补偿后的所述信号S_p横向做傅里叶变换进行方位向压缩。
【文档编号】G01S13/89GK103760558SQ201410033789
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2014年1月23日
【发明者】李晋, 杨晓波, 杨元香, 皮亦鸣 申请人:电子科技大学