[發明專利]一種MIMO穿墻雷達的結構稀疏成像方法和裝置

有效

• 申請號: 201810079149.1
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108562897B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 晉良念;戴耀輝;謝輝玉;紀元法;孫希延;劉慶華;謝躍雷;蔣俊正;歐陽繕
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89
• 代理公司: 深圳瑞天謹誠知識產權代理有限公司 44340
• 代理人: 溫青玲

1.一種MIMO穿墻雷達的結構稀疏成像方法，其特征在于，所述方法包括：

接收MIMO穿墻雷達陣列采集的擴展目標的回波信號；

采用稀疏字典對所述擴展目標的回波信號進行稀疏變換，并構建基于偽隨機m序列的偽隨機測量矩陣進行壓縮采樣，進而根據偽隨機測量矩陣和稀疏字典構建感知矩陣，所述偽隨機m序列是通過c位線性反饋移位寄存器生成的；

根據后向投影成像算法得到擴展目標散射系數初值，并根據感知矩陣和擴展目標散射系數初值預估用于正交匹配追蹤壓縮感知算法的索引集；

根據馬爾可夫隨機場一階鄰域逐個傳遞過程，充分考慮像素間的結構稀疏先驗信息，得到每個像素點和其鄰域間像素的相互作用的權重，得到每個像素值與支撐向量的聯合概率分布，從而得到重新構成的新的索引集；

根據新的索引集采用正交匹配追蹤壓縮感知算法重新計算擴展目標散射系數，直到滿足收斂條件，將此時的擴展目標散射系數用于二維成像。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用稀疏字典對所述擴展目標的回波信號進行稀疏變換，并構建基于偽隨機m序列的偽隨機測量矩陣進行壓縮采樣具體為：

采用公式X＝Aσ對所述擴展目標的回波信號進行稀疏變換，其中，X為接收到的擴展目標的回波信號，σ為擴展目標散射系數，為稀疏字典，A_M定義為f_n為第n個頻點，τ為時延，N_x和N_z分別為方位和距離向劃分的網格數；

根據偽隨機m序列a的長度D＝2^c-1≥MN和本原多項式映射表得到多項式g(x)＝x^c+x^h+1，其中M為MIMO穿墻雷達陣列對應的等效虛擬陣列的陣元數，N為頻點數；

根據確定多項式系數v_c＝(v₁,v₂,v₃,…v_c)，通過c位線性反饋移位寄存器生成偽隨機m序列a，其中，v_c為0或1；

從偽隨機m序列a中隨機選取MN個元素得到序列a'如下：a'＝[a₁,a₂,…a_MN]；

通過將序列a'進行Q₁Q₂-1次循環左移位得到Q₁Q₂個行向量，構建基于偽隨機m序列的偽隨機測量矩陣如下：

從而得到測量向量y如下：

y＝ΦX，其中Φ是偽隨機測量矩陣。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據偽隨機測量矩陣和稀疏字典構建感知矩陣具體為：

采用公式T＝ΦA構建感知矩陣T。

4.如權利要求1至3任一項所述的方法，其特征在于，所述MIMO穿墻雷達陣列是依據配置指標配置為兩端發射中間接收和分時復用的模式，得到均勻而不冗余的等效虛擬陣列進行穿墻成像的數據采集。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述依據配置指標配置為兩端發射中間接收和分時復用的模式，得到均勻而不冗余的等效虛擬陣列進行穿墻成像的數據采集具體為：

計算MIMO穿墻雷達陣列的等效虛擬孔徑L_EA：其中，η為波束寬度因子，η＝0.886，λ_c為波長，ρ為方位分辨率；

根據計算出等效虛擬陣列的陣元數M，其中，IGLL是設定的柵瓣水平。