双基地ISAR多普勒单元徙动校正算法提升成像质量

空间目标双基地逆合成孔径雷达(ISAR)越来越多地被用于高精度成像任务中，然而，其中的一个关键问题是越多普勒单元徙动(migration through Doppler cells)，这会导致成像质量下降。本文主要关注于解决这个问题，针对双基地ISAR系统，特别是转台模型下的工作环境，研究了徙动产生的机制。 首先，作者从两个角度来解析徙动问题：一是回波信号模型，考察了在双基地配置下，由于目标与两个雷达站之间相对运动导致的多普勒频移变化；二是散射点的相对速度变化，即目标相对于发射和接收站的速度差异如何影响多普勒频移。这两种因素共同作用，使得多普勒单元的响应发生变化，形成徙动现象。 为了克服这种问题，文中提出了一种基于距离单元相位补偿的多普勒徙动校正算法。该算法的关键步骤包括： 1. 利用双基地雷达系统的几何关系，精确估计目标的等效旋转速度，这是纠正徙动的第一步，因为多普勒频移与目标的旋转速度密切相关。 2. 在观察期间内，将目标回波等分为多个时段，获取两个不同观测视角的ISAR图像。这些图像有助于捕捉目标的不同动态状态，从而更准确地定位徙动的影响。 3. 使用图像旋转相关最大准则，通过对两幅图像进行匹配，估计算法的等效旋转中心，这一步骤相当于在一维距离像上进行定标，消除了因旋转引起的误差。 4. 最后，对每个距离单元进行相位补偿，通过调整回波信号的相位来抵消多普勒徙动的影响，实现了对整个图像的校正。 仿真实验验证了这一算法的有效性，结果显示它能够显著改善双基地ISAR的成像质量，减少或消除由于越多普勒单元徙动造成的图像失真。这种方法对于提升空间目标监测和识别的精度至关重要，特别是在军事和遥感领域，对于需要高分辨率和实时性的应用具有实际价值。 关键词：双基地ISAR、逆合成孔径雷达、越多普勒单元徙动、等效旋转速度估计、等效旋转中心估计。这篇文章的研究成果不仅提供了理论支持，也为实际系统设计和优化提供了实用的解决方案。