基于屬性散射中心模型的isar目標(biāo)分解與重構(gòu)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于屬性散射中心模型的ISAR目標(biāo)分解與重構(gòu)方法，用于對屬性散射中心參數(shù)進(jìn)行提取和估計以及對目標(biāo)進(jìn)行重構(gòu)。解決了圖像域分割的參數(shù)提取方法不適合應(yīng)用于低信噪比、目標(biāo)結(jié)構(gòu)復(fù)雜環(huán)境和破壞信號完整性的問題。其實(shí)現(xiàn)方案是：對ISAR目標(biāo)信號進(jìn)行距離成像，平動補(bǔ)償，方位成像和傅里葉變換，將信號轉(zhuǎn)換到距離頻域-方位角度域；對空間目標(biāo)含有的K個屬性散射中心依次進(jìn)行參數(shù)估計和迭代求解；將K個屬性散射中心疊加實(shí)現(xiàn)對ISAR目標(biāo)的重構(gòu)和尺寸估計。本發(fā)明針對現(xiàn)有方法運(yùn)算量大的問題，引入快速傅立葉算法提升運(yùn)算效率。能對空間目標(biāo)進(jìn)行精確的散射中心提取和參數(shù)估計，可用于目標(biāo)探測與識別和ISAR成像領(lǐng)域。
【專利說明】基于屬性散射中心模型的ISAR目標(biāo)分解與重構(gòu)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于雷達(dá)信號處理【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR)成像處理，可用于對空間目標(biāo)的屬性散射中心進(jìn)行分解和對空間目標(biāo)進(jìn)行重構(gòu)以及尺寸估計。
【背景技術(shù)】
[0002]從雷達(dá)信號中提取和估計散射中心的特征參數(shù)是雷達(dá)目標(biāo)成像和識別應(yīng)用領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。雷達(dá)散射中心估計性能依賴于對散射中心建模的精確性。近年來，國內(nèi)外專家對雷達(dá)散射中心模型進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，針對點(diǎn)散射模型難以體現(xiàn)展布式散射中心整體結(jié)構(gòu)等問題，提出了幾何繞射模型和屬性散射中心模型。其中，屬性散射中心模型通過引入物理含義明確的多維參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)散射中心進(jìn)行簡單而精確的描述，通過分析模型參數(shù)還可進(jìn)一步分析散射中心的幾何尺寸和散射類型等多種性質(zhì)。屬性散射中心模型及其應(yīng)用的研究引起了國內(nèi)外研究人員的重視，目前是雷達(dá)成像和成像應(yīng)用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
[0003]屬性散射中心模型從幾何繞射解和物理光學(xué)的角度出發(fā)，為散射中心提供了更完備的電磁特性和幾何特性信息。它比之點(diǎn)散射模型能更好描述線、面結(jié)構(gòu)的物體?；诖四Ｐ蛯走_(dá)成像信號的分析，可有效分析展布式散射中心所對應(yīng)目標(biāo)結(jié)構(gòu)的幾何結(jié)構(gòu)和尺寸信息，例如:對空間目標(biāo)ISAR成像中，目標(biāo)配備的平板天線和太陽能翼等重要目標(biāo)均可用展布式的屬性散射中心模型精確描述，通過模型參數(shù)的估計可直接提取平板天線或太陽能翼的幾何尺寸參數(shù)，為空間目標(biāo)的有效載荷分析提供重要技術(shù)支持。
[0004]目前，基于屬性散射中心模型進(jìn)行雷達(dá)目標(biāo)幾何參數(shù)提取方法還相對較少，其中較為有效的是Ohio State University研究人員提出的結(jié)合目標(biāo)圖像域分割的參數(shù)提取方法。該方法首先運(yùn)用分水嶺算法在對雷達(dá)圖像分割，根據(jù)分割結(jié)果確定重要展布式散射中心的信號區(qū)間，然后運(yùn)用最大似然方法估計散射中心對應(yīng)的屬性參數(shù)。該方法在實(shí)際應(yīng)用中存在較大問題，參數(shù)估計的結(jié)果對圖像分割過于依賴，很難針對低信噪比、結(jié)構(gòu)復(fù)雜目標(biāo)的環(huán)境下應(yīng)用，同時分割結(jié)果通常會破壞信號完整性，導(dǎo)致目標(biāo)幾何參數(shù)估計誤差較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對圖像域分割參數(shù)提取方法不適合應(yīng)用于低信噪比、結(jié)構(gòu)復(fù)雜目標(biāo)的環(huán)境，以及破壞信號完整性的問題，提出基于屬性散射中心模型的ISAR目標(biāo)分解與重構(gòu)方法。區(qū)別于圖像域分割參數(shù)提取方法，本發(fā)明利用屬性散射中心模型，對屬性散射中心進(jìn)行迭代求解，在完成參數(shù)提取的同時，通過屬性散射中心的疊加實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)ISAR信號的恢復(fù)。本發(fā)明抗噪性強(qiáng)，適用性廣，而且不需對圖像進(jìn)行分割，避免了圖像域分割參數(shù)提取方法存在的問題。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案，包括如下步驟:
[0007]步驟1，(1)對空間目標(biāo)回波信號進(jìn)行距離成像，平動補(bǔ)償，方位成像和傅里葉變換，將空間目標(biāo)回波信號轉(zhuǎn)換到距離頻域-方位角度域，得到信號表達(dá)為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于屬性散射中心模型的ISAR目標(biāo)分解與重構(gòu)方法，包括如下步驟: (1)對空間目標(biāo)回波信號進(jìn)行距離成像，平動補(bǔ)償，方位成像和傅里葉變換，將空間目標(biāo)回波信號轉(zhuǎn)換到距離頻域-方位角度域，得到信號表達(dá)為:
【文檔編號】G01S7/41GK103630886SQ201310653886
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】張磊, 董祺, 全英匯, 許志偉, 徐剛 申請人:西安電子科技大學(xué)