舰船ISAR成像的时间段优化选取.pdf

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1、2010年10月舰船电子对抗Oct．2010第33卷第5期sHIPBoARDELEcTR()Nlcc()uNTERMEAsuREV01．33No．5O舰船ISAR成像的时间段优化选取徐伟(船舶重工集团公司723所，扬州225001)摘要：在分析舰船逆合成孔径雷达(IsAR)成像模型的基础上提出了一种选取最优成像时间段的方法，即利用时域相关法估计不同时刻的多普勒中心，绘制出多普勒中心曲线；根据多普勒中心曲线选取合适的成像时间段，对选取的每段数据进行平动补偿，并求其方位多普勒谱；根据谱宽判断该时间段是否为最优成像时间段，如果是则利用距离一瞬时多普勒进行成像，否

2、则丢弃该段数据。实测数据的成像结果验证了提出的方法是有效的。关键词：舰船成像；逆合成孔径雷达；相位补偿；多普勒中心中图分类号：TN958文献标识码：A文章编号：cN32—1413(2010)05一0062一05TimeSegmentOptimizationSelectionofInVerseSyntheticApertureRadarImagingOfShipXUWei(The723InstituteolCSlC，Yangzhou22500l，ChIna)Abst髓ct：Basedontheanalysisofinversesyntheticapertur

3、eradar(ISAR)imagingmodelofship，thispaperputsforwardamethodtoselectthetimesegmentofoptimalimaging，namelyusesthetimedomaincorrelationmethodtoestimatetheDopplercentresatdifferenttimeanddrawuptheDopplercentrecurve；accordingtothecurVetoselecttheappropriateimagingtimesegment，per—formthe

4、planarmovementcompensationtoeachselectedsegmentdata，andeducetheazimuthDoppIerspectrum；judgeswhetherthetimesegmentistheoptimalimagingtimesegmentonthebasisofthespectrumwidth，ifitis，thenusesthedistance-instantaneousDopplertoperformtheimaging，otherwiseeliminatesthedata．Theimagingresul

5、tofactualmeasurementdataValidatesthatthemethodiseffective．1【eywords：shipimaging；inversesyntheticapertureradar；phasecompensation；Dopplercentre引言对舰船目标进行ISAR成像时。主要是利用其转动分量进行成像。但是大型舰船的体积巨大，运动速度慢，且由于海面波浪的涌动，使得舰船在多维摆动，舰船复杂的三维转动所产生的方位多普勒的时变性，又会影响方位聚焦，使常规的距离多普勒算法失效。在这种情况下一般会采用距离一瞬时多普勒方法成像

6、，但是舰船的转动是非常不规则的，当舰船转动分量很弱时，无法得到预期的方位分辨率。因此本文提出了一种选取最优成像时间段对舰船目收稿日期：2010—04一06标进行瞬时成像的方法，目的就是选取出舰船转动较强且转速变化较平稳的时间段，在该时间段内，对舰船进行瞬时成像。通过实测数据的处理结果，可以看出该方法对舰船目标的ISAR成像非常有效。1舰船ISAR最优成像时间段的选取首先选取一定相干积累时间内的回波数据，在该时间段内用相关法对每个距离单元进行多普勒中心估计，再把所有距离单元进行平均得到此数据段的多普勒中心。一般来讲，单个距离单元的多普勒中心随机性大、较散乱，

7、而目标像的平均多普勒中心64舰船电子对抗第33卷A=(一j竿△R。r)／2丌r(9)^由以上分析可知，舰船回波中相对转轴对称且能量相同的散射点的转动多普勒已被抵消，估计出的多普勒中心曲线中只含有这些散射点的剩余平动多普勒，回波中能量强而不能被完全抵消和不对称的散射点(船头或者船尾的强散射点)的转动多普勒则保留在了多普勒中心曲线中。由于舰船行驶较缓慢且在成像时间内变化很小，如多普勒中心曲线中只含有平动部分的多普勒，则多普勒中心曲线将近似为一条直线。正是由于这部分能量强和转轴不对称的散射点的转动分量的存在，实际上主要是强散射点的转动分量使多普勒中心曲线产生了起

8、伏。因此可以说多普勒中心的起伏反应了强散射点的转动趋势，这样就可以