基于频率分集逆合成孔径雷达的多重信号分类目标成像算法
2021-07-12贾新迪廖可非欧阳缮
贾新迪, 廖可非,2*, 欧阳缮,2, 杜 毅
(1.桂林电子科技大学信息与通信学院, 桂林 541004; 2.桂林电子科技大学卫星导航定位与位置服务国家地方联合工程研究中心, 桂林 541004)
近年来逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar, ISAR)发展迅速,由于其工作不受环境影响且能对远距离目标进行高分辨成像,在众多领域都得到了广泛应用[1-2]。目前ISAR成像系统大都采用宽带相控阵雷达系统,通过发射宽带信号来获得高的距离向分辨率,然而宽带相控阵天线系统的工程实现难度较大[3]。文献[4-5]首次提出了频率分集阵列,它是一种由相控阵演变而来的新体制雷达阵列;文献[6]分析了频率分集阵列的波束特性,并通过仿真进行了验证;文献[7]将频率分集的思想应用在ISAR成像技术中,形成了频率分集ISAR成像新体制,解决了宽带信号发射接收复杂的问题。但是频率稀疏导致了旁瓣的提高[8],并且在有较强噪声环境下,使用传统成像算法[如后向投影(back projection, BP)算法],成像效果不是很好,对于目标的识别有很大干扰。
多重信号分类(multiple signal classification, MUSIC)算法使空间谱估计技术迎来了新时代。MUSIC算法的工作原理是将阵列接收数据的协方差矩阵进行特征值分解,得到两个正交子空间,即信号子空间和噪声子空间,然后利用正交性来构成空间扫描谱,从而对信号参数进行估计[9-11]。文献[12]将MUSIC算法应用在频率分集阵列上,通过发射-接收多组不同频率增量的雷达信号,可实现波束距离-角度解耦,以此对目标进行定位;文献[13-14]则对比了对数频率增量、三角函数频率增量、随机频率增量等非线性频率增量对目标成像的不同影响;……
