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基于伪逆极坐标傅里叶变换的快速ISAR方位定标

李东 张成祥 赵迪 谭晓衡 周喜川 占木杨

李东, 张成祥, 赵迪, 谭晓衡, 周喜川, 占木杨. 基于伪逆极坐标傅里叶变换的快速ISAR方位定标[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(2): 262-269. doi: 10.11999/JEIT180299
引用本文: 李东, 张成祥, 赵迪, 谭晓衡, 周喜川, 占木杨. 基于伪逆极坐标傅里叶变换的快速ISAR方位定标[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(2): 262-269. doi: 10.11999/JEIT180299
Dong LI, Chengxiang ZHANG, Di ZHAO, Xiaoheng TAN, Xichuan ZHOU, Muyang ZHAN. Fast Cross-range Scaling for ISAR Imaging Based on Pseudo Polar Fourier Transform[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(2): 262-269. doi: 10.11999/JEIT180299
Citation: Dong LI, Chengxiang ZHANG, Di ZHAO, Xiaoheng TAN, Xichuan ZHOU, Muyang ZHAN. Fast Cross-range Scaling for ISAR Imaging Based on Pseudo Polar Fourier Transform[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(2): 262-269. doi: 10.11999/JEIT180299

基于伪逆极坐标傅里叶变换的快速ISAR方位定标

doi: 10.11999/JEIT180299
基金项目: 国家自然科学基金(61501068, 61571069),上海航天科技创新基金(SAST2017041),广西无线宽带通信与信号处理重点实验室2017年主任基金(GXKL06170202),重庆市基础研究与前沿探索项目(cstc2018jcyjAX0351)
详细信息
    作者简介:

    李东:男,1983年生,副教授,研究方向为SAR/ISAR成像算法设计、参数估计等

    张成祥:男,1990年生,硕士生,研究方向为ISAR成像算法设计以及参数估计

    赵迪:男,1982年生,高级工程师,研究方向为雷达信号处理

    谭晓衡:男,1976年生,教授,研究方向为信号检测与估计

    周喜川:男,1983年生,教授,研究方向为智能信号处理

    占木杨:男,1991年生,硕士生,研究方向为ISAR成像算法设计

    通讯作者:

    李东 lidongcuit@126.com

  • 中图分类号: TN957

Fast Cross-range Scaling for ISAR Imaging Based on Pseudo Polar Fourier Transform

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61501068, 61571069), The Shanghai Aerospace Science and Technology Innovation Fund (SAST2017041), 2017 Director Fund of Key Laboratory of Wireless Broadband Communication and Signal Processing in Guangxi (GXKL06170202), The Chongqing Research Program of Basic Research and Frontier Technology (cstc2018jcyjAX0351)
  • 摘要:

    在逆合成孔径雷达(ISAR)成像中,由距离多普勒或时频分析方法得到的ISAR图像方位向仅是目标的多普勒频率分布,不能反映目标的真实形状,需对ISAR图像进行方位定标。该文提出一种快速的ISAR方位定标方法来估计目标的旋转角速度(RAV)。首先,该方法利用高效的伪逆极坐标快速傅里叶变换把两幅不同时刻ISAR图像的旋转运动转化为沿极角的平移运动。然后,在极坐标域定义了一种新的积分相关代价函数来粗估目标的RAV。最后,通过采用二分法估计得到最优的RAV,进而实现ISAR方位定标。相比于现有方位定标算法,所提方法避免了插值操作带来的精度损失和高计算复杂度问题。计算机仿真和实测数据实验结果证明了所提方法的有效性。

  • 图  1  ISAR成像的几何模型示意图

    图  2  伪逆极坐标采样网格

    图  3  伪逆极坐标采样区域${P_1}$的2维傅里叶变换快速实现示意图

    图  4  提出的ISAR方位定标算法实现流程图

    图  5  两个不同时刻得到的RD图像

    图  6  粗估的1维相关曲线

    图  7  迭代收敛曲线

    图  8  方位定标后的ISAR图像

    图  9  RAV估计的均方根误差随信噪比变化曲线

    图  10  实测数据图像

    表  1  雷达参数和目标运动模型

    参数数值
    载波频率5.6 GHz
    波长0.0536 m
    传输信号带宽400 MHz
    距离采样频率512 MHz
    脉冲重复频率150 Hz
    有效回波脉冲600
    旋转角速度0.0436 rad/s
    下载: 导出CSV

    表  2  两种方法运行时间对比(s)

    方法名称粗估所用时间定标总时间
    文献[11]方法107.224958.659
    本文方法12.20396.712
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-03-30
  • 修回日期:  2018-08-13
  • 网络出版日期:  2018-09-03
  • 刊出日期:  2019-02-01

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