[發明專利]基于雙通道壓縮感知去斜處理的V?FMISAR成像方法

在審

• 申請號: 201710447244.8
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107300702A
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 潘小義;馮德軍;肖順平;顧趙宇;張文明;戴少奇;張一丁;陳吉源
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司11232
• 代理人: 李娜

【技術領域】

本發明一種基于雙通道壓縮感知去斜處理的V-FM ISAR成像方法，涉及寬帶微波雷達成像領域，具體涉及逆合成孔徑雷達(ISAR)二維成像方法，尤其涉及到一種V調頻(V-FM)信號體制ISAR二維壓縮感知去斜處理成像方法。

【背景技術】

寬帶微波成像雷達通過增大信號帶寬實現距離向高分辨，通過雷達和目標的相對運動實現方位向高分辨。V-FM信號的模糊函數為圖釘型，相比線性調頻信號等信號而言，能夠較好地解決距離、速度聯合測量模糊問題。同時，V-FM信號作為一種常見的大時寬帶寬信號，理論上亦可以具備距離高分辨特性，但將寬帶V-FM信號運用到ISAR成像中，獲取目標高分辨一維距離像以及進行二維成像等方面研究暫未見報道。

【發明內容】

本發明目的在于克服現有V-FM信號體制ISAR研究中的不足之處，提供一種基于雙通道壓縮感知去斜處理的V-FM ISAR成像方法。

本發明基于雙通道壓縮感知去斜處理的V-FM ISAR成像方法，采取的技術方案如下：

第一步，對V-FM ISAR信號進行雙通道壓縮感知去斜處理

設V-FM ISAR照射到目標后形成回波信號，對回波信號進行混頻后記為y，對y進行采樣，設采樣基為Φ，采樣得到數字信號s。二個通道中壓縮感知去斜處理中的逆傅里葉稀疏基均為Ψ，利用凸優化算法得到二個通道的去斜處理后信號θ₁和θ₂；

第二步，二個通道去斜信號合成目標高分辨一維距離像

對θ₁和θ₂進行進一步殘余相位(RVP)去除處理，然后經加法器合成目標高分辨率一維距離像θ。

第三步，運動補償后方位向壓縮成像

對多次V-FM ISAR回波信號進行雙通道壓縮感知去斜處理并合成得到一維距離像二維矩陣，然后對二維矩陣方位向進行壓縮處理，即可形成二維ISAR圖像。

其中，所述步驟一的具體處理方法如下：ISAR發射V-FM信號照射到目標，目標反射形成的回波信號被ISAR接收，經混頻處理后表示為y，然后經采樣后得到數字信號s，設采樣基為Φ，則有：

s＝Φy (公式一)

設雙通道中壓縮感知去斜處理中的逆傅里葉稀疏基均為Ψ，利用凸優化算法得到二個通道的去斜處理后信號θ₁和θ₂：

其中min表示最小化，|| ||₁表示1范數，|| ||₂表示2范數，ε表示噪聲水平。

本發明的基于雙通道壓縮感知去斜處理的V-FM ISAR成像方法，優點在于：

第一、V-FM寬帶信號具有圖釘型模糊函數，能夠較好解決距離、速度聯合測量模糊問題。

第二、V-FM寬帶信號屬于大時寬帶寬積信號，兼顧了探測距離和距離高分辨。

第三、壓縮感知去斜處理對信號采樣值個數要求較低。

【附圖說明】

圖1 本發明處理流程示意圖。

圖2 ISAR成像所用的飛機類目標散射中心模型。

圖3 雙通道壓縮感知去斜處理后合成的目標高分辨一維距離像。

圖4 得到的飛機類目標ISAR成像結果。

【具體實施方式】

現結合附圖，詳述本發明具體實施方式：

如圖1所示，基于雙通道壓縮感知去斜處理的V-FM ISAR成像方法，包括以下步驟：

第一步，對V-FM回波信號進行雙通道壓縮感知去斜處理

ISAR發射V-FM信號照射到目標，目標反射形成的回波信號被ISAR接收經下變頻后表示為y，然后經采樣后得到數字信號s，設采樣基為Φ，則有：

s＝Φy(公式一)

設雙通道中壓縮感知去斜處理中的逆傅里葉稀疏基均為Ψ，利用凸優化算法得到二個通道的去斜處理后信號θ₁和θ₂：

其中min表示最小化，|| ||₁表示1范數，|| ||₂表示2范數，ε表示噪聲水平。

第二步，第一通道和第二通道信號合成目標高分辨一維距離像

將二個通道的去斜處理后信號θ₁和θ₂進行殘余相位(RVP)去除處理，然后經加法器合成目標高分辨一維距離像：

θ＝RVP(θ₁)+RVP(θ₂)(公式三)