吕 倩 苏 涛



基于改进型快速双线性参数估计的复杂运动目标ISAR成像

吕 倩*苏 涛

(西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室 西安 710071)

针对复杂运动目标的逆合成孔径雷达(ISAR)成像中多普勒扩散导致的成像质量下降，该文在建立方位回波信号为立方相位信号(CPS)的基础上，提出一种基于改进型快速双线性参数估计的复杂运动目标ISAR成像方法。该方法通过利用双线性立方相位函数，非均匀快速傅里叶变换(NUFFT)，基于Chirp-z的尺度变换以及快速傅里叶变换(FFT)等操作，能够快速实现CPS参数估计和复杂运动目标的ISAR成像。由于实现过程均采用NUFFT和FFT快速实现，该方法计算量小，并且双线性操作可以保证其具有较好的抗噪声性能和交叉项抑制性能。理论分析和仿真结果验证了该ISAR成像算法的有效性。

逆合成孔径雷达；立方相位信号；参数估计；非均匀快速傅里叶变换

1 引言

逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR)成像因其在民用和军事应用中的重要作用，一直以来都是国内外研究的热点[2][3][4][5][6][7]。当目标匀速转动时，传统的方法直接采用傅里叶变换来实现基于距离-多普勒(RD)算法的ISAR成像。但对于复杂运动的目标，如海面上的舰船或空中高机动目标，方位回波的高阶相位项将导致多普勒扩散，降低ISAR方位成像质量，因此，传统的RD算法和LFM模型[9]已不再适用，必须将方位回波信号建模为立方相位信号(Cubic Phase Signal, CPS)的形式[4][5][6][7]。

相比于LFM信号模型，CPS模型在复杂运动目标的ISAR成像中具有更广泛的应用。CPS参数估计算法可细分为线性估计算法，双线性估计算法以及非线性估计算法。……