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逆合成孔径雷达成像一般采用距离-多普勒(R-D)成像方法。这种方法,首先通过包络对齐和自聚焦将目标的平动分量补偿,成为一个转台目标后进行成像处理。但此方法对转台目标转动过程中的越距离单元走动一般不予考虑,实际随着分辨率的提高或目标较大时,目标周围散射点通常发生较大的距离走动。这种越距离单元走动我们借用SAR中的Keystone插值变换来解决,但是进行Keystone变换之前,需要原始数据是相干的。 而ISAR常采用线性调频信号,其带宽达几百兆甚至上千兆赫兹,对这样宽频带的回波用常规的外差式接收相干检波,由于要求宽带放大器和高速A/D,实现比较困难。实际中是将发射信号延迟作为参考信号(即本振信号)与回波信号做差拍处理,即解线频调(dechirp)处理。dechirp处理后,延迟与参考信号相同的回波变为零频信号,延迟与参考信号差别越大,则所得信号频率绝对值越大,即dechirp处理后采样带宽会正比于场景宽度。ISAR目标,如飞机、导弹等,尺寸较小,对其单次回波作dechirp处理是合适的;但ISAR成像要求有较长时间的回波系列,由于目标运动速度很快,在成像相干处理时间内(一般为秒级)会有较大的径向位移。这样,如果采用固定延迟的参考信号,则所需场景会过宽,采样带宽会过大。实际中通常采用变延迟的参考信号,即在每个重复周期都以目标回波的延迟为参考来设置参考信号的延迟。具体做法是使雷达交替工作于窄带和宽带两种状态,以窄带周期的目标回波附加固定延迟来触发相邻宽带周期的参考信号。由于窄带周期的目标回波的延迟及由此设置的参考信号的延时精度较差,这就导致了dechirp处理后宽带周期回波信号间的初相关系不确定,从而使得回波成为非相干的。 这种非相干在信噪比高时,可通过包络对齐和自聚焦消除,但信噪比低时使脉冲间相干处理难以实现;另一方面自聚焦处理也严重影响了ISAR的成像速度,难以满足实时成像要求。本文从软件、硬件及软硬件结合几个角度提出了ISAR中变参考距离dechirp回波的相干化方法,这些方法可以大大加快成像速度并且对低信噪比条件下的ISAR成像非常有益。