双基角时变下的空间目标BISAR自聚焦算法

《双基角时变下的空间目标BISAR自聚焦算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、航空学报ActaAerOnauticaetAstrOnauticaSjnjcaOct．252012VOI33No．101864—1871ISSN1000．6893CN11．1929／VhttD：∥hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaaedu．cn文章编号：1000一6893(2012)10—1864—08双基角时变下的空间目标BISAR自聚焦算法韩宁1’3，王立兵1’2，何强1’*，董健11．军械工程学院雷达工程教研室，河北石家庄0500032．中国人民解放军63961部队，北京1000123．军械工程学院军械技术研究所，河北石家庄050000摘要：以空间目标为研究对象，针对双基

2、地逆合成孔径雷达(BIsAR)成像中双基角变化及同步误差导致的二维ISAR像散焦问题，提出了基于粒子群优化(PS0)的非参数自聚焦算法。算法首先将回波中平动和转动及同步误差等因素导致的相位变化项统一建模，其次将二维图像对比度最大作为优化目标，利用PsO算法对所有高次项相位进行整体优化估计，然后对高阶相位项进行补偿，最后基于补偿后剩余的一阶线性相位项进行方位压缩得到目标的二维ISAR像。算法可解决参数相位误差估计法中因模型误差导致的聚焦精度下降问题，同时也降低了BISAR自聚焦算法的复杂度。通过与参数法自聚焦算法的性能进行对比仿真实验，验证了算法的有效性。关键词：空间目标；双基地逆合成孔径雷达

3、；自聚焦；粒子群优化；对比度最大中图分类号：V412．3；TN957．51文献标识码：A双基地逆合成孑L径雷达(BistaticInverseSyntheticApertureRadar，BISAR)具有良好的“四抗性能”，且成像过程不受目标运动方向的限制，故其逐渐成为雷达成像领域的一个重要研究方向口。4]。James等系统研究了伪多基地逆合成孔径雷达成像技术[5“]，并进行了实验验证，得到了目标的二维图像。国内对BISAR的研究主要集中在基本成像原理及越距离单元徙动补偿等方面m]。与单基ISAR相同，BISAR成像过程中同样需要进行包络对齐和初相校正[93；但受双基角及时间、相位同步误差等

4、影响，BISAR回波的初相较复杂，一般不易找到与相位变化项匹配度较高的相位模型，故BISAR的初相校正较一般的单基ISAR更加困难。受制于国内BlSAR的研究进展，国内对BISAR的研究大都以双基角固定不变时的理想转台目标或平动补偿已精确完成后的等效转台目标为研究对象[7。8]，针对双基角时变的BISAR自聚焦算法研究较少。Martorella等将双基角时变及相位同步误差等因素导致的初相误差用三阶多项式近似，并基于图像对比度最大的准则，利用遗传算法估计模型参数，得到了一定聚焦效果的二维IsAR像口0。11]。但当初相误差与模型不一致或需高阶多项式对初相误差近似时，该算法的聚焦质量明显下降，且

5、遗传算法运算过程复杂，估计高阶多项式参数时耗时较长，不利于算法的实时实现。针对此问题，本文提出基于粒子群优化(ParticleSwarmOptimization，PSO)的图像对比度最大非参数BIsAR自聚焦算法。算法将待估初相误差看成一个整体，以图像对比度是收稿日期：2011．10．28；退修日期：2012—01—06；录用日期：2012-03-15；网络出版时间：2012-03—2911：38网络出版地址：www．cnki．net／l(cms／detail门1．1929．V20120329．1138．002．htmI基金项目：国家“863”计划(2008AA0194)*通讯作者．Tel．

6、：0311-87994216E—maiJ：qhel228@gma¨_com{

7、趣接武tHanN，w醐gL8，HeQ，eta

8、．8

9、sARauto

10、oc璐in9algom咖dS∞celaf9etS抽讲esenceo{b

11、s{alican季echan9es．Act8Aero—nauticaetAs{ronaullcas}n}ca．2012．33(10)：1864-1871．韩宁．王立兵，侮强。等．双基角时变下的空闻8标BlsAR自聚焦算法航空学报．2012。33(10)：

12、864-1871．韩宁等：双基角时变下的空间目标BISAR自聚焦算法否达到最大作为聚焦是否完成的衡量标准，基于PS0估计补偿

13、相位，舍去初相建模的参数估计部分，并用PS0代替遗传算法，在提高算法聚焦精度的同时降低了聚焦算法的复杂度。1BISAR成像基本原理以空间目标为研究对象，其成像几何关系如图1所示。I；f，(0曩、Q图1BISAR成像几何关系Fig。1BISARimaginggeometry图1中：L为双基地雷达基线；T为发射站；R为接收站；y轴是开始观测时目标的双基角平分线方向，也是双基地距离向；岛为目标双基角，屉为目标上散射