[發(fā)明專利]一種太赫茲頻段的旋翼葉片逆合成孔徑雷達(dá)成像算法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811453397.4
• 申請(qǐng)日: 2018-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109633641B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮明;賈潔姝;高鵬程;張?jiān)?/a>;宋誠(chéng);花鵬程
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海無(wú)線電設(shè)備研究所
• 主分類號(hào): G01S13/90
• 分類號(hào): G01S13/90
• 代理公司: 上海元好知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 徐雯瓊;張妍

1.一種太赫茲頻段的旋翼葉片逆合成孔徑成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、雷達(dá)發(fā)射線性調(diào)頻脈沖信號(hào)，并接收回波；

S2、接收的回波采用解線性調(diào)頻的脈沖壓縮方法；

S3、采用短時(shí)傅里葉變換估計(jì)葉片旋轉(zhuǎn)速度ω；

S4、構(gòu)建系數(shù)矩陣；

S5、建立線性方程；

S6、基于Gauss-Seidel迭代求解方法求解線性方程；

所述步驟S1中，雷達(dá)發(fā)射信號(hào)的中心頻率在110GHz～325GHz之間，調(diào)頻斜率為K_r，脈沖寬度為T_p；

其中，當(dāng)-1/2≤t≤1/2時(shí)，rect(t)＝1；

若脈沖信號(hào)的重復(fù)周期為T，則發(fā)射時(shí)刻包含慢時(shí)間和快時(shí)間；

其中，τ＝mT,(m＝0,1,…,M-1)為慢時(shí)間，M為采樣點(diǎn)數(shù)；將以發(fā)射時(shí)刻為起點(diǎn)的時(shí)間用t(0＜t＜T_p)表示，其為快時(shí)間；

快時(shí)間用來(lái)計(jì)算電波傳播時(shí)間，慢時(shí)間用來(lái)記錄發(fā)射脈沖的時(shí)刻；

快時(shí)間和慢時(shí)間與全時(shí)間的關(guān)系為：

設(shè)時(shí)刻τ目標(biāo)上任意散射中心m到雷達(dá)的距離為R_m(τ)，則該散射中心的回波信號(hào)可表示為：

所述步驟S2中，選擇目標(biāo)中心點(diǎn)的回波信號(hào)作為參考信號(hào)，與回波做混頻，在快時(shí)間域內(nèi)做傅里葉變換，得到距離壓縮后的HRRP序列信號(hào)為：

對(duì)于每一個(gè)慢時(shí)間的HRRP，它的實(shí)包絡(luò)為sinc函數(shù)，且對(duì)應(yīng)的極大值點(diǎn)位于：

表明散射點(diǎn)對(duì)應(yīng)距離像上的點(diǎn)隨慢時(shí)間在各個(gè)距離單元上移動(dòng)；在方位向上，散射點(diǎn)的多普勒相位表現(xiàn)以一個(gè)隨時(shí)間變化的函數(shù)：

所述步驟S4中，圖像矩陣P的旋轉(zhuǎn)中心位于P的中心，按行把P拉直為一個(gè)向量：

P＝(p₁,p₂,…,p_J),J＝N×N

在成像時(shí)間內(nèi)發(fā)射M個(gè)脈沖，構(gòu)建M行N×N列的系數(shù)矩陣W(τ)：

其中，

I為距離向的插值倍數(shù)；m,n＝1,2,…,N；

狄拉克函數(shù)δ滿足：

2.如權(quán)利要求1所述的一種太赫茲頻段的旋翼葉片逆合成孔徑成像方法，其特征在于，所述步驟S3中，變換公式為：

STFT(t,f)＝∫s(t')w(t'-t)exp(-j2πft')dt'

其中，s(t')是信號(hào)，w(t)是窗函數(shù)。

3.如權(quán)利要求2所述的一種太赫茲頻段的旋翼葉片逆合成孔徑成像方法，其特征在于，所述步驟S5中，在距離慢時(shí)間域上建立線性方程組：

W(τ)·P＝abs(Y(τ))

式中，Y(τ)表示τ時(shí)刻的距離像；且慢時(shí)間τ取值離散，分別為t₁,t₂,…,t_N；

W(τ)和Y(τ)則為W^k和Y^k。

4.如權(quán)利要求3所述的一種太赫茲頻段的旋翼葉片逆合成孔徑成像方法，其特征在于，所述步驟S6中，線性方程組表達(dá)式為：

w_i1p₁+w_i2p₂+…+w_iJp_J＝y(tǒng)_i

式中，i為1,2,…,M；

在W(τ)中w_ii不為0，那么Gauss-Seidel迭代的迭代公式為：

其中，k＝0,1,2,…,J。