[發(fā)明專利]步進(jìn)頻雷達(dá)低空障礙物超分辨一維成像方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410200665.7
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN103954961A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁思嘉;曾操;徐青;劉錚;李文駿;汪海;李章杰
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89
• 代理公司: 西安睿通知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

1.一種步進(jìn)頻雷達(dá)低空障礙物超分辨一維成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，通過步進(jìn)頻雷達(dá)得到距離場景的接收數(shù)據(jù)矢量x_m(t)；

步驟2，接收數(shù)據(jù)矢量x_m(t)去噪獲得觀測矢量y(t)；

步驟3，對距離場景進(jìn)行柵格劃分，得到柵格距離R_p；

步驟4，根據(jù)觀測矢量y(t)和柵格距離R_p，構(gòu)造字典矩陣A；

步驟5，利用稀疏恢復(fù)誤差比率的變化，使用零空間調(diào)整方法，根據(jù)字典矩陣A和觀測矢量y(t)得到距離恢復(fù)矢量z^k(t)；并且根據(jù)各個時刻的距離恢復(fù)矢量z^k(t)獲得一維距離像z。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種步進(jìn)頻雷達(dá)低空障礙物超分辨一維成像方法，其特征在于，步驟1包括以下子步驟：

1a)步進(jìn)頻雷達(dá)接收回波數(shù)據(jù)；

1b)回波數(shù)據(jù)經(jīng)過模數(shù)變換ADC，采樣后得到第m幀t時刻接收數(shù)據(jù)矢量x_m(t)為：

x_m(t)＝[s_r(m,1,t)…s_r(m,n,t)…s_r(m,N,t)]^T,m＝1,2,…M

其中，M是采樣獲得的總幀數(shù)，N是步進(jìn)頻點個數(shù)，T表示轉(zhuǎn)置操作；

s_r(m,n,t)表示第m幀第n個脈沖t時刻的接收數(shù)據(jù)，表達(dá)式為：

w(m,n,t)是第m幀第n個脈沖t時刻的噪聲，rect(·)表示矩形窗函數(shù)，N是步進(jìn)頻點個數(shù)，c為光速，j表示虛數(shù)單位，B表示目標(biāo)個數(shù)，σ_b為第b個靜止目標(biāo)的復(fù)散射截面積，R_b為第b個靜止目標(biāo)與雷達(dá)的距離，T_p為脈沖寬度，f_n為第n個脈沖的載頻，且f_n＝f₀+(n-1)Δ_f，其中f₀為載頻起始頻率，Δ_f為頻率步進(jìn)量。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種步進(jìn)頻雷達(dá)低空障礙物超分辨一維成像方法，其特征在于，步驟2包括以下子步驟：

2a)對第m幀第1個脈沖t時刻的接收數(shù)據(jù)矢量x_m(t)進(jìn)行共軛操作，再與第其他幀的接收數(shù)據(jù)矢量x_m(t)相乘后得到互相關(guān)矢量y_m(t)，互相關(guān)矢量y_m(t)的表達(dá)式：

其中，s_r(m,n,t)表示第m幀第n個脈沖t時刻的接收數(shù)據(jù)，s_r(m,1,t)表示第m幀第1個脈沖t時刻的接收數(shù)據(jù)，N是步進(jìn)頻點個數(shù)，T表示轉(zhuǎn)置操作，*表示共軛操作，M是采樣獲得的總幀數(shù)；

2b)對M-1個互相關(guān)矢量取平均后獲得N×1維觀測矢量y(t)，觀測矢量y(t)的表達(dá)式：

其中，觀測矢量y(t)的第n個脈沖對應(yīng)的元素y_n(t)，表達(dá)式為：

設(shè)定M足夠大，

得到：

其中，M是采樣獲得的總幀數(shù)，N是步進(jìn)頻點個數(shù)，s_r(m,n,t)表示第m幀第n個脈沖t時刻的接收數(shù)據(jù)，s_r(m,1,t)表示第m幀第1個脈沖t時刻的接收數(shù)據(jù)，*表示共軛操作，w(m,n,t)是第m幀第n個脈沖t時刻的噪聲，rect(·)表示矩形窗函數(shù)，c為光速，j表示虛數(shù)單位，B表示目標(biāo)個數(shù)，σ_b為第b個靜止目標(biāo)的復(fù)散射截面積，σ_l為第l個靜止目標(biāo)的復(fù)散射截面積，R_b為第b個靜止目標(biāo)與雷達(dá)的距離，R_l為第l個靜止目標(biāo)與雷達(dá)的距離，T_p為脈沖寬度，f_n為第n個脈沖的載頻，且f_n＝f₀+(n-1)Δ_f，其中，f₀為載頻起始頻率，Δ_f為頻率步進(jìn)量。