解决ISAR机动舰船散焦问题的二步匹配傅里叶变换成像技术

本文主要探讨了基于匹配傅里叶变换的舰船目标成像算法在解决逆合成孔径雷达(ISAR)对于非合作、机动目标成像中遇到的散焦问题。ISAR通过发射线性调频(LFM)信号来获取目标的多普勒参数，这对于提高图像的横向分辨率至关重要。然而，机动目标如舰船在海洋环境中的回波特性会受到偏航、俯仰和侧摆等转动的影响，导致多普勒频率的非线性变化，这使得传统的自聚焦成像方法在处理这类不稳定的运动状态时效果不佳。 文章作者针对这些问题，提出了利用瞬时多普勒参数估计来补偿相位的成像策略。他们假设舰船回波可以近似为噪声和杂波背景下的多分量线性调频信号，这是一种有效的数学模型，有助于减少非线性效应。研究比较了二阶和二步两种匹配傅里叶变换在多普勒参数估计方面的精度，结果表明，二步匹配傅里叶变换在多普pler分辨力上表现更优，其估计误差相对较小。 作者通过蒙特卡洛实验验证了这一方法的有效性，它能有效去除传统算法中的严重散焦现象，显著提升聚焦性能。这种方法不仅能够提供舰船目标在观测时间内的姿态变化信息，而且在实际应用中，仿真实验和实测结果进一步证实了该方法的有效性和实用性，尤其是在复杂的海况下，如海杂波干扰、低入射余角下的多径效应以及舰船的三维转动。 因此，本文的贡献在于提供了一种改进的舰船目标成像技术，利用匹配傅里叶变换处理ISAR回波，克服了机动目标成像中的挑战，为非合作目标的实时、精确成像提供了新的解决方案。这对于军事侦察、航海导航等领域具有重要的理论和实际价值。