[發明專利]實孔徑相控陣雷達高分辨探測成像方法

有效

• 申請號: 201310296170.4
• 申請日: 2013-07-13
• 公開（公告）號: CN103399315A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 趙光輝;王雪磊;石光明;李超;劉自成;溫超
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89;G01S7/41
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種實孔徑相控陣雷達高分辨探測成像方法，包括如下步驟：

（1）根據相控陣雷達工作方式，對整個探測場景進行波束掃描，得到各角度下時域采樣后的回波信號列向量其中，θ_p表示第p個方位角掃描角度，p∈[1,I]，I為方位角掃描角度個數；表示第q個俯仰角掃描角度，q∈[1,J]，J為俯仰角掃描角度個數；

（2）依據相控陣雷達工作方式，構造各角度下的觀測矩陣

其中，t_i∈[t₁,t_L]表示L點的時域采樣；k∈[1,MN]表示待探測二維目標場景離散化采樣后的第k個目標，M表示水平方向采樣點數，N表示垂直方向采樣點數；r_k表示第k個目標達到相控陣雷達天線中心的距離，表示波束指向θ_p,時的方向圖函數在第k個目標方向的響應值；c為光速，λ為雷達工作波長；p(t_i)為相控陣雷達發射信號包絡時域采樣；

（3）構建相控陣雷達成像模型：

3a）將步驟（1）中各個角度得到的回波信號列向量按照掃描角度的順序排列成一列，得到完整的回波信號列向量:

其中，T表示轉置；

3b）將步驟（2）中各個角度下構造的觀測矩陣按照掃描角度的順序排列成一列，得到完整的觀測矩陣：

3c）根據相控陣雷達工作方式，當波束指向角度θ_p,時，將時域采樣后的回波信號列向量表示為：

其中，f(k)為目標場景離散化采樣后第k個目標的散射系數；

3d）將步驟（2）中的觀測矩陣帶入步驟3c）中的回波信號表達式中，得到單個角度下回波信號列向量與構造的觀測矩陣之間的數據關系：

其中，f=[f(1)…f(k)…f(MN)]^T；

3e）根據步驟3d）得到的數據關系，得到完整回波信號列向量g和完整觀測矩陣C的數據關系式:g=Cf；若考慮回波信號的噪聲，則建立相控陣雷達成像模型為:r=Cf+n，其中，r表示加噪聲的完整回波信號列向量，n表示噪聲；

（4）根據探測目標場景區域輪廓的稀疏先驗特征，利用正則化方法將步驟3e）中建立的成像模型轉換為優化模型：

minf||Df||2s.t.||Cf-r||22≤ϵ,]]>

其中，為目標場景區域的離散梯度，D為圖像差分算子，D⁽¹⁾，D⁽²⁾分別為水平方向差分算子和垂直方向差分算子，s.t.表示約束條件，表示2范數的平方，表示最小值運算符號，ε為設定誤差限；

（5）將步驟（4）中有約束的優化模型轉化為無約束的優化表達式，然后利用交替方向迭代法求解該優化表達式，得到復系數向量f；

（6）對求解得到的復系數向量f取模值，得到成像系數向量對成像系數向量進行排列，得到成像系數矩陣A，即為最終的成像結果。