基于一种二维ESPRIT算法的ISAR超分辨成像.pdfVIP

’ 2005 第2l卷 哈尔滨师范大学自然科学学报 V01．21，No．4 NATURALSCIENCES OFHARBINNORMALUNIVERSITY 第4期 JOURNAL 焦 芸 田 野 宿富林 (哈尔滨工业大学) (哈尔滨师范大学呼兰学院) (哈尔滨工业大学) 【摘要】 应用ESPRIT算法能很好地提高逆合成孔径雷达(ISAR)的成像分辨 率，但是传统的ESPRIT算法是一种一维估计方法．因此本文通过构造一个特殊阵元 阵列，引入一种二维ESPRIT算法，并且使用了空间平滑技术．试验证明这种方法计 算量低、分辨率高、估计方差小等优点． 关键词：逆合成孔径雷达；ESPRIT算法；空间平滑技术；分辨率 的等效天线孔径，从而得到高的方位向分辨率；在 O 引言 距离向利用大带宽信号及脉冲压缩技术，使距离 随着ISAR研究的不断深入，如何提高图像向分辨率也大大提高；因此ISAR可以获得高分 分辨率已经成为一个越来越迫切的问题．ISAR成辨率的目标二维图像．雷达发射Ⅳ个线性调频 像的分辨率受到两个因素的限制，即雷达发射脉 (FM)脉冲后，并把接收到的目标散射的回波信号 冲信号的带宽B。和成像积累时间内目标转过的 与参考信号混频后，得到如下所示的解线调频信 号： 角度A0．即距离向分辨率6，=c／2B。，方位向分辨 r ■一 率8。=2／250，其中c为光速，A为雷达信号波 ■21 L 长…．常规的FFT图像重建算法虽然需要的存储 +仇sin0。)}+∞(m，n) (1) 量小，运算速度快，在ISAR成像的早期研究中得 式中A¨鼠、叼。分别为第k个散射点回波信号的 到了普遍的运用．但是，这种算法的分辨率与成像 复振幅及坐标坑、7和r分别是雷达载频、调频斜 角度大小有关，而在实际ISAR系统中，为保证成 率和时间采样率，m为采样序号；e(m，n)为加性 像质量，不可能得到很大的成像角度，这实际上限 噪声．假设雷达发射的调频信号带宽为B。，总的 制了FFr成像算法分辨率的提高．针对这一问题 观测角为△口=(N一1)a0，p。=，嬲 本文结合ISAR成像原理把普遍用于DOA估计的 当总的观测角很小，且目标很小时(一般情 ESPRIT算法用于ISAR成像，并通过构造一个特 殊阵元阵列实现二维参量的估计，从而达到ISAR 可以简化为加性噪声中的二维正弦信号，数据模 图像距离向和方位向分辨率的提高∞J． 型可归纳为： 置 1 ISAR成像的基本原