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第 12 期 2008年 12 月 电 子 学 报 A CT A E L EC r R0 NIC A S INIC A V o1． 36 D ee ． 2008 No ． 12 基于线性调频步进 ISAR 参数估计 和成像算法研究 李亚超 ， 梁毅， 邢孟道 ， 保铮 (西安 电子科技大学雷达信号处理 国家重点实验室 ， 陕西西安 710071) 摘要： 本文在建立了线性调频步进 ISAR 回波信号模型的基础上， 对线性调频步进 ISAR 信号特性进行了分 析， 指出径向速度和加速度将严重影响线性调频步进 ISAR 成像； 因此 ， 为了得到更好的 ISAR 图像 ， 本文提出了一种新 的基于线性调频步进 ISAR 的成像方法， 充分利用距离时域包络和方位多普勒信息对径向速度和加速度进行精确的估 计， 同时在数据中对运动参数加以补偿， 并最终实现方位多普勒成像； 而且 ， 该方法还适用于较低信噪比情况下的 Is— AR 成像； 在最后， 本文给出了线性调频步进 ISAR 成像的详细步骤， 并用不同信噪比的仿真数据验证了本文所提出方 法的可行性 ． 关键词： ISAR (逆合成孔径雷达成像) ；线性调频步进雷达；信噪比；多普勒信息 中图分类号 ：TN957 文献标 识码 ： A 文章编号 ：0372— 2112 (2008) 12． 2464． 09 E stimation of Motion Pa ra meters and R esea rch of Imaging A lgorithm Bas ed on LMFS IS A R L I Y a- chao， L IA NG Y i ， X IN G Meng- dao ， BA O Zheng ( National 研 Laborato~． f or Radar Signal Proce ssing， Xidian Unive rsity ， Xi ’ ∞， Shaanxi 710071， China ) Abstract ： This paper shows all t s AR model of moving target based on linearly modulated frequency stepped( LM FS ) radar signal and in dicates that the radial veloci ty a n d accelerati on bar e a n serious ef f ect on the im agi ng of L M F S t s A R 。 T herefore ， in or— der to acquire a better IS AR i mag e， this paper propos e s a new imaging met h o d base don I_M F S t s A R ， namel y making full use of the informat i on of range envelope a n d azimuth D oppler to est i mate t h e r a di a l velocity and accel erat i on and makin g compensation for mot i on param eters in the raw data ， at the sam e ti me ， th is met h od i s al so appli ed to th e i magin g of t s AR i n low sigr~to no ise rate ( SNR) ． Finally， t he detailed ．m1 agil1 g steps of I_NIFS t s AR are put forward a n d t he simulated r e su l ts wit h dif f erent SNR con f i rm this me~ o d． Key words： inverse synt het i c ap e rtu re radar( tSAR) ； linea r ly mo d u lated frequency stepped( LMFS) radar； signa l to nois e rat i o ( SNR ) ； Doppler informat i on l引言 现代战争瞬息万变 ， 对一场战争的任何一个国家来 说 ， 战斗 中来 自空中的威胁越来越大 ， 如导弹和飞机等 ； 因此 ， 对这类 目标进行 高分辨 ISAR 成像 和侦 察对战争 防御和进攻都有着至关重要的作用； 而线性调频步进信 号是现代雷达中获得高分辨信号的一种重要手段 ， 已有 广泛的应用? ， 它 以线性调频信号作 为步进频率信号 的 子脉冲， 兼有线性调频信号和步进频率信号的特点 ． 可 以降低对数字信号处理机的瞬时带宽的要求 ， 提高系统 的数据率， 保证信号较远的作用距离_2 J ． 线性调频步进信号合成距离高分辨处理一般有三 种方法： 合成距离包络法l2-4] 、 时域合成法l5 J和频域合 成法 J ． 而三种方法 中合成距离包络法运算 量是最 小 的 ， 除 了距 离 粗分 辨单 元 的匹配 滤 波外 ， 只 要做 一个 rDfTr 就可以合成高分辨距离像 ， 非常适合工 程处 理 ； 因 此， 针对 目前国内对线性调频步进 ISAR 成像研究较少 的情况， 本文将重点讨论合成距离包络法在 ISAR 成像 中的应用 ． 合成距离包络法进行 ISAR 成像首先要对距离 向子 脉冲信号进行一次脉压形成粗分辨单元像 ， 再对粗分辨 单元进行 IDFT 的二次距离脉压 ， 由于在实 际应用 中， 参 数的选取一般都满足不：嗬氪按笥诰嗬氩裳ピ， 使得距离二次脉压后有信息冗余， 故要选用合适的目标 抽取算法_3． 4 J取 出有 用 的“距 离有 效量 ”拼接 成能反 映 目标实际位置的高分辨距离像， 最后利用 目标的转动进 行方位多普勒成像 ． 当 目标有径 向运动时 ， 由于距 离和 方位向耦合 的影响将使得一般 的 目标抽取算法 产生伪 收稿 El期 ： 2007-01． 30； 修回 日期 ： 2008． 10-17 基金项 目： 自然科学青年基金 (No． 6O 5O 2O 44) ； “新世纪优 秀人才支持计划 ”项 目( No． NCET-06-0861)