初相校正用于补偿目标平动以及雷达发射接收通道引入的相位误差,是对目标平动的精补偿。非参数化方法是比较常见的相位校正算法,代表性方法有特显点法和基于图像质量评价准则的自聚焦方法。特显点方法需要一维距离像存在孤立散射点,将其视为目标转动分量的轴心,补偿相邻回波的相位差即可将各次回波的相位校正。基于图像质量评价准则的自聚焦方法通过优化图像评价函数如图像对比度和图像熵来估计相位误差。

(1) 单特显点法 进行包络对齐后,包络上的偏移已被消除,但相位中还存在由平动引起的非线性相位,可能会影响成像质量,因此需要进行相位校正。恒定相位差消除法是一种常用的相位补偿方法,其原理是假设有一个多普勒中心,当没有平动运动时,此中心点的相位变化为零;反之,如果其相位变化不为零,则必然是由平动运动所引起的。 通过图像中的某一孤立点作自聚焦处理,而实现整个图像的自聚焦。在实际应用中,理想的孤立散射点单元几乎是不存在的,但在某些距离单元里只有一个特强的散射点(称之为特显点),其余还有众多的小散射点(称之为杂波),此外还有噪声,但杂波和噪声之和的强度远小于特显点强度的情况还是经常存在的。于是,可以借助于单特显点单元的回波数据,而采用上述方法作初相校正。

(2) 多特显点法 单特显点法具有原理简单、计算量小的特点,但当信噪比较低时,该方法补偿效果不佳,可能会导致图像散焦。多特显点法的基本原理与单特显点方法类似。假在一幅图像的数据里,信杂(噪)比较强的特显点单元一般有多个,将它们作加权处理,加大等效信杂(噪)比,就可以提高初相误差的估计精度。当某一个距离单元 k 中存在特显点时,其慢时间信号的归一化幅度方差满足:

可以通过此标准选择特显点。

初相校正的几个关键点如下:

  1. 目标平动的补偿:初相校正用于补偿目标平动以及雷达发射接收通道引入的相位误差,以实现对目标平动的精确补偿。

  2. 非参数化方法:非参数化方法是常见的相位校正算法,其中特显点法和基于图像质量评价准则的自聚焦方法是代表性的方法。

  3. 特显点法:特显点方法通过选取一维距离像中的孤立散射点作为目标转动分量的轴心,补偿相邻回波的相位差来实现相位校正。

  4. 自聚焦方法:自聚焦方法通过优化图像评价函数(如图像对比度和图像熵)来估计相位误差,以实现相位校正。

  5. 单特显点法和多特显点法:单特显点法通过利用图像中的一个特显点进行自聚焦处理,从而实现整个图像的自聚焦。多特显点法则通过多个特显点的加权处理,提高初相误差的估计精度。

  6. 初相校正效果:初相校正可以消除由平动引起的非线性相位,提高成像质量。然而,在低信噪比情况下,初相校正的效果可能不佳,可能导致图像散焦。

综上所述,初相校正的关键点包括目标平动的补偿、非参数化方法的选择、特显点法和自聚焦方法的原理、单特显点法和多特显点法的应用,以及初相校正效果的评估。这些关键点对于实现准确的初相校正在ISAR成像中至关重要。

初相校正:ISAR成像中补偿目标平动和相位误差的关键技术

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