基于矩陣填充的二維稀疏高分辨ISAR 成像方法

徐 芳，劉詩釗，陳 莉，程 琪，朱逸飛，呂明久，徐 健

（1.空軍預警學院雷達士官學校，湖北 武漢 430019；2.中國人民解放軍 95980 部隊，湖北 襄陽 441000）

0 引言

逆合成孔徑雷達（ISAR）系統通過發射寬帶信號實現高的距離分辨，并利用合成孔徑獲得方位高分辨，高的二維分辨率可以提供更為精細的目標特征。步進頻率（SF）波形通過發射載頻連續跳變的窄帶子脈沖，在接收端實現大的合成寬帶，并利用多個發射脈沖串實現方位向高分辨，這樣不僅可以實現高的二維分辨能力，而且對于降低系統復雜度、實現雷達多模工作方式均具有重要意義。

在SF ISAR 成像過程中，SF 信號需發射多個子脈沖才能獲得大的信號帶寬，因此需要較長的相關處理時間（CPI）。雖然長CPI 可以提高方位分辨率，但現代雷達的多功能工作模式使得其很難只對單個目標進行長時間觀測。此外，實際環境中存在的噪聲、雜波等干擾也會造成部分回波數據不可用的情況。針對上述情況，通過發射稀疏步進頻率波形，即僅發射完整脈沖串中的部分子脈沖，不僅可以避開干擾頻段，而且極大縮短了脈沖串之間的相干時間。然而，子脈沖的稀疏以及相關處理時間的減少會導致傳統處理算法成像分辨率的降低。近年來提出的稀疏表示特別是壓縮感知（CS）理論為稀疏條件下的高分辨成像提供了新的途徑。例如，文獻［2，4］等研究了基于CS 方法的稀疏調頻步進信號高分辨成像方法，獲得了回波稀疏條件下的高分辨圖像。目前基于CS的SF ISAR 成像方法大都假設子脈沖回波是塊稀疏的，也就是回波信號矩陣的整行或者整列數據缺失，而這種回波稀疏方式對應的是所有發射脈沖串中發射的子脈沖個數以及載頻均是相同的。……