1、1 成像原理 KM_)7? 逆合成孔徑雷達(dá)成像是指目標(biāo)運(yùn)動(dòng)而雷達(dá)不動(dòng)，利用二者之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成的弧形合成孔徑來(lái)得到方位向的高分辨率，距離向的高分辨率依然是經(jīng)過(guò)大帶寬信號(hào)的脈沖壓縮得到的。同樣是相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但由于ISAR成像中，對(duì)于目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)情況不能確知，所以合成陣列的分布是不可能準(zhǔn)確測(cè)量的，好在為得到亞米級(jí)的橫向分辨率，雷達(dá)對(duì)目標(biāo)視線的變化只要很小幾度，在這期間，由于目標(biāo)的惰性，其姿態(tài)變化不可能十分復(fù)雜。 s=q%:uCO 逆合成孔徑雷達(dá)在另一些方面要比合成孔徑雷達(dá)簡(jiǎn)單，主要是目標(biāo)的尺寸比合成孔徑雷達(dá)所要觀測(cè)的場(chǎng)景小的多，一般目標(biāo)不超過(guò)十幾米，大的也只有百余米，當(dāng)目標(biāo)位于幾十千米以外時(shí)，電波的

2、平面波假設(shè)總是成立的。 4=%XYz 現(xiàn)在來(lái)分析一下目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的運(yùn)動(dòng)?？蓪⒛繕?biāo)的運(yùn)動(dòng)分解為轉(zhuǎn)動(dòng)和平動(dòng)，目標(biāo)平動(dòng)是指該目標(biāo)上的參考點(diǎn)沿運(yùn)動(dòng)軌跡移動(dòng)，而目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)射線的姿態(tài)保持不變；而轉(zhuǎn)動(dòng)分量是指目標(biāo)圍繞該參考點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。 4K/XBve 要獲得高的距離向分辨率，則發(fā)射的脈沖較窄，通常為納秒級(jí)的，而回波序列的時(shí)延變化常比脈沖寬度大得多，所以這時(shí)的時(shí)序脈沖包絡(luò)在時(shí)間上是錯(cuò)開(kāi)的（由于通常要求在成像時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)分量引起的散射點(diǎn)在距離向的走動(dòng)不超過(guò)一個(gè)距離分辨單元），所以認(rèn)為一維距離像的錯(cuò)開(kāi)主要是平動(dòng)分量的影響。在這種情況下，目標(biāo)上同一散射點(diǎn)的各個(gè)回波經(jīng)過(guò)距離分辨以后，將處于不同的距離單元，因此必須對(duì)平

3、動(dòng)分量引起的包絡(luò)時(shí)延進(jìn)行補(bǔ)償，否則無(wú)法對(duì)方位向進(jìn)行分辨。通常的做法是以某一次回波為基準(zhǔn)，而將各次的包絡(luò)對(duì)齊（保持原包絡(luò)的振幅和相位不變，只是位置搬移），再比較各次回波的相位變化，從而得到點(diǎn)目標(biāo)的多普勒。 uGPlf|FQ 經(jīng)過(guò)包絡(luò)對(duì)齊處理，各次回波的距離單元已基本對(duì)齊，各距離單元回波包絡(luò)序列的幅度和相位的橫向變化基本正常。而各次回波中還包含平動(dòng)分量表現(xiàn)出來(lái)的初相，為了進(jìn)行方位向分辨，ISAR需要目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)有等效的姿態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)。在理想的轉(zhuǎn)臺(tái)成像模式下，目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)只有相對(duì)于雷達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)，易于得到目標(biāo)的二維高分辨率圖像，而實(shí)際中，平動(dòng)分量的存在（尤其在載頻很高的情況下），平移運(yùn)動(dòng)在方位向引入了二次的相

4、位分量，必須要消除其影響，否則在進(jìn)行方位向分辨時(shí)（FFT），會(huì)造成圖像方位向散焦。 + +T +p 所以，成像的具體步驟有三： uHUvntr （1） 距離向脈壓； w| -0 （2） 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，包括包絡(luò)對(duì)齊和初相校正； FPcAW8 （3） 方位向分辨的獲得。 2 目標(biāo)與雷達(dá)位置參數(shù)： v|4STR 雷達(dá)位于直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)，目標(biāo)位于（50000，25000）處，且目標(biāo)沿x軸負(fù)方向以50m/s的速度飛行。成像角度為2.865度，方位向有128次回波采樣。 eMrP 在經(jīng)過(guò)距離向的脈沖壓縮之后，進(jìn)行包絡(luò)對(duì)齊處理，采用的是相鄰相關(guān)法，為了減小積累誤差的影響，在第六次回波之前的對(duì)齊處理是與此前所有

5、已對(duì)齊好的回波做相關(guān)，在取其偏移量的平均值，在第六次以后的是與其前面的五次對(duì)齊。使用這種對(duì)齊方法得到包絡(luò)對(duì)齊后的一維距離向如圖1所示；由于有積累誤差的存在，使得對(duì)齊結(jié)果產(chǎn)生偏移，即單點(diǎn)目標(biāo)的一維距離向 689Q%D 之后是初相校正：因只有一個(gè)點(diǎn)目標(biāo)，采用的單特顯點(diǎn)方法?？墒乾F(xiàn)在用判斷單特顯點(diǎn)的方法得到的居然根本不是包絡(luò)所在處的特顯點(diǎn)，所以就采用了有包絡(luò)存在距離單元的平均距離單元作為初相的參考點(diǎn)。 ;I!+ lx3 最后是方位向FFT得到二維ISAR圖像。 -A;MGY 圖片:1.JPG4DQ07w Re:ISAR距離多普勒單點(diǎn)目標(biāo)成像算法仿真 對(duì)應(yīng)程序clear all; B/kn&z$| c

6、lose all; JdsnK U6YN_ W C=3e8;%光速 ?$4R Fc=1e10;%載頻 ptniW3 lamda=C/Fc;%工作波長(zhǎng) 810G Kr=Br/Tr; pQ(eF0KG theta=2.865/180*pi;%成像所需轉(zhuǎn)角 m&0BbyE.z x0=50000;%雷達(dá)位于坐標(biāo)系原點(diǎn)，初始時(shí)刻目標(biāo)位置 C!k9JAa$Z y0=25000; EZumJ. r0=(x02+y02)0.5;%目標(biāo)與雷達(dá)的距離 vcJbLW v=50;%目標(biāo)速度 D6)Cjca JBEgiQ/ pr=1.2*Br; s?xYl % sampr=1/pr; skD k/-*R sn=0:sa

7、mpr:Tr; qK xj time_acct=r0*theta/v;%成像時(shí)間對(duì)應(yīng)的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)時(shí)間 A)36 Ba=1/time_acct;%方位向的多普勒展寬 (GcKaUg8* %pa=2*Ba;%方位向的采樣率 ?3PJVy? %sampa=1/pa;%方位向采樣間隔 tGOA#9a tm=linspace(0,time_acct,128); eMltd rI M=length(tm); =Q8HF N=length(sn); 0_jig qi(CaKh x=x0-v*tm; Ns!3- Y R=sqrt(x.2+y02);%回波信號(hào)模型 0fPHhu tau=2*R/C; *)kx D

8、fast=ones(M,1)*sn-tau*ones(1,N); jq(D, phase=pi*Kr*Dfast.2-(4*pi/lamda)*(R*ones(1,N); Y7kb1UG Srnm=exp(j*phase); Z aK Srf=exp(j*pi*Kr*sn.2);%參考信號(hào) 4AyrG Sr=ifty(fty(Srnm).*(ones(M,1)*conj(fty(Srf); :e&n.i %for i=1:128 1 %WRHxo % Sr1(i,:)=fft(Srnm(i,:).*conj(fft(Srf); n-hvh-ZO %end zD)IU_GWa %for i=1:

9、128 eg2U+g4 % Sr(i,:)=ifft(Sr1(i,:); fKT Dt% %end b?7?g %對(duì)距離壓縮后的信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)對(duì)齊 YATi9-EV Sr2=zeros(M,N); &DB!6* Sr2com=zeros(M,N); SLdN.4idK Sr3=zeros(M,N*8); =sE2/g Sr3=(ifft(fft(abs(Sr).,N*8).;%插值(一維距離像) Xq,UV Sr4=(ifft(fft(Sr.,N*8).;%回波復(fù)包絡(luò) g5tjj. Sr2(1,:)=Sr(1,:); t|Un G temp1=zeros(1,8*N);%中間變量 IpWy)BF

10、l3 temp2=zeros(1,8*N); Lj&1KU %index_max=zeros(1,8*N); d8x|D for i=1:127 %包絡(luò)對(duì)齊 Kb|1 diff=0; c=A(o b=(Sr3(i+1,:); .D8)ZWN if(iL end yGU .AM diff=floor(diff/5); vJ- end NF6X- ,c d 1hlW+9 temp1(diff+1:8*N)=Sr3(i+1,1:8*N-diff); z z*Wz temp2(diff+1:8*N)=Sr4(i+1,1:8*N-diff); e # t3u_ if(diff=0) b9!.-8y te

11、mp1(1:diff)=Sr3(i+1,8*N-diff+1:8*N); XC=%Hp temp2(1:diff)=Sr4(i+1,8*N-diff+1:8*N); /QQ8.8=5 end 7 _L$-n Sr3(i+1,:)=temp1; !)N|J$FU Sr4(i+1,:)=temp2; CdY8 #+ %indexr=zeros(1,M); # kyl?E %for i=1:M r#A_RZ2 %temp=abs(Sr2(i,:); $g_=Z % maxr=max(temp); r!7Y| % indexr(i)=find(maxr=temp); oK2pM18 %end b/t

12、end |g%mP1O Sr2=(ifft(fft(Sr3.,N).;%從插值變換回原序列 X APYpBgm Sr2com=(ifft(fft(Sr4.,N).; 3AM= indexr=zeros(1,M); F2 %zNe %tempa=zeros(1,N); K0i %tempa=(sum(abs(Sr2com)./M).2; 3B%8 %tempb=sum(abs(Sr2com).2)./M; 5Fz! %end QvLZg %index_specl=find(1-tempa./tempb) index_spec=floor(index_spec/M); ir16 match_fctr=Sr2com(:,index_spec)./abs(Sr2com(:,index_spec);