基于微doppler提取的具有旋转部件雷达目标成像.pdf

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1、!,!%!第!"卷!第!#期!$##"年!#月基于微>2QQ<43提取的具有旋转部件雷达目标成像"张!群""!!"#!!!!罗斌凤!管!桦!池!龙!郭!英!$空军工程大学电讯工程学院!西安(!%%((""$复旦大学波散射与遥感信息教育部重点实验室!上海"%%,##"#$海军工程大学导航系!武汉,#%%,#摘要!!雷达运动目标部件的振动和旋转运动会对目标回波信号引入附加的频率调制并产生关于^ABB18S中心频率的附加边带效应$这种附加的谱效应会对目标主体的KIJE像造成污染!严重时无法对目标主体进行成

2、像$文中提出了一种基于YA7Q2变换的微^ABB18S信息分离与提取方法!基于旋转部件的微^ABB18S谱与目标主体谱在谱图域表现形式的不同!利用YA7Q2变换和一种推广的YA7Q2变换分别将目标主体谱与旋转部件的微^ABB18S谱提取后既获得了具有大旋转部件一类目标的清晰像#同时也获得了目标旋转部件的一些运动及结构信息$最后!仿真结果验证了该方法的有效性$关键词!!微>2QQ<43!V2NLW变换!B’%A成像!谱图!!雷达目标结构中的机械振动和旋转运动对雷达征$为了提取这种时变的目标微^ABB1

3、8S弱特征!回波信号产生频率调制!产生关于机动运动目标主高分辨的时频分析技术被认为是一种合适的方)!!+!**体的^ABB18S谱边带!这种由于振动和旋转运动引法$在文献)**中!一种四参数的@20SB18C分起的调制被称为.微^ABB18S现象/)!,,*)&*$微解方法被用来将旋转部件的回波信号从目标主体^ABB18S现象可被视为目标结构部件与目标主体之信号中分离出来$本文试图寻求一种更为简单且易间相互作用的结果!是该雷达目标所具有的独特特于工程实现的微^ABB18S分离与提取方法!特别是征!可

4、用来确定目标的一些性质&完成对特殊目标适应于那些具有大的旋转部件#比如直升机的水平)+!**的分类&识别&成像$因而!微^ABB18S信息提旋翼%雷达目标的方法$取技术在雷达目标识别方面是一种非常具有潜在优YA7Q2变换是检测直线段时最为常用的一种方势的技术手段$另一方面!虽然目标的微^ABB18S法$在图像存在噪声时!YA7Q2变换的鲁棒性是它)(!’*的最大优势$因此!正如文献)!%,!+*所述的那谱一般情况下是比较弱的!但目标的微^ABB18S谱会对目标的KIJE图像造成污染!特别是具有大样!

5、YA7Q2得到了广泛的应用$除了标准的YA7Q2旋转部件的一类目标!如直升机等$此时有必要将变换被用来检测直线段外!推广的YA7Q2变换还)!*,""*微^ABB18S信号从目标主体信号中分离出来!一方可用来检测曲线段$一些特定的算法被用来检)"#!",*)"%!"!*面我们可以提高对振动或具有旋转部件目标的成像测圆&椭圆和正弦曲线$这些特定的算法质量!另一方面我们也能通过提取微^ABB18S信息大都基于指定的模型特征并且具有较低的计算量$得到某些有关目标本身或运动部件及结构的独特特本文利用YA7Q

6、2变换来实现具有旋转部件的!"%%()%!)!&收稿!"%%()%#)!’收修改稿!"国家自然科学基金#批准号$*%*("%#"%和陕西省自然科学基金#批准号$"%%*],%%资助项目!""-)./01$X2/5Qk75!0888$ASQ!第!"卷!第!#期!$##"年!#月!,!!运动目标成像$所提出的方法与文献)(*提出的在其中1!1是复散射系数!�%!�%分别是非+)+)参数空间分离目标主体信号的方法不同!我们是在旋转散射点和旋转散射点在慢时间0时距雷达的距.谱图/#IB8:CSAQS

7、/.%空间实现目标主体信号与旋离/按照L/31AS级数展开距离&+#0%并忽略高阶转部件信号的分离$通过分析我们知道!运动补偿)"+*项!距离&+#0%可被重新表示为后的刚体目标散射点在频率,慢时间平面的谱图呈现为一些垂直于频率轴的直线$因此!我们可以利&+#0%,#J+.%0%".F"%0!+’&+#%%.J+&+#%%用标准的YA7Q2变换来找出这些直线在频率轴的#"%位置并实施横向压缩!即慢时间方向的横向积累$另一方面!目标上的旋转散射点的微^ABB18S信号在频率,慢时间平面上却呈现为具有固

8、定频率和幅)!!"*度的正弦曲线$如果能够估计出来这些正弦参数!就能确定散射点在频率,慢时间平面上的位置并将其剔除$但由于在科探考察和石油勘探中提出)"%!"!*的一些检测正弦的算法假设了固定周期!这些算法已不再适用于本文提出的问题$为此!本文提出一种四参数的YA7Q2变换来实现正弦曲线的检测和估计并完成旋转部件分量从谱图中的剔除!再通过对谱图剩余的固定散射点的谱分量实施横向压缩&最终获得目标主体部分的KIJE图像$图"!雷达与具有旋转散射点的运动目标几何示意图"!微