[發(fā)明專利]一種提高目標距離分辨率的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011176452.7
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112363137B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設計）人: 李翔;宋慧;張建明;周書堂;李飛
• 申請（專利權）人: 武漢濱湖電子有限責任公司
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 武漢帥丞知識產(chǎn)權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

1.一種提高目標距離分辨率的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、基于系數(shù)截斷法的矩陣束算法建立兩個波段目標散射點回波模型E_a[f^a_i]，E_b[f^b_i]，

其中，r為模型階數(shù)，即散射點個數(shù)；ρ_k為散射中心位置；B_k為模型系數(shù)，表示第k散射點回波信號強度，f_i為第i個頻點相應頻率；f^a_i、f^b_i分別為a、b兩波段接收信號頻譜擴展后第i采樣頻點下對應的頻率，

“系數(shù)截斷法”建模過程如下：

回波信號s(t)頻譜為S(f)，將其離散化取樣得到具有總計M個離散點的數(shù)列S[n](0≤n＜M)；在已知模型階數(shù)r后，構造如下的m×n的Hankel矩陣：

其中m+n＝M且r≤m,n≤M–r，對A和A'進行奇異值分解(SVD)運算：

其中U、U'、V、V'為酉矩陣，維數(shù)分別為m×m和n×n；Δ、Δ'為m×n維的實對角非負矩陣；

計算A矩陣秩L，分別截取Δ、Δ'中前L×L維主奇異值構成的對角子陣，并依據(jù)主奇異值，從U、V、U'、V'中截取相應維度的子陣，重構兩個新的Hankel陣；

L＝rank(A)＝rank(A′)

重構新的Hankel陣：

令U'、Δ'、和V'采取相同操作；

計算廣義特征值H'–λH，即滿足H'x＝λHx的λ值，得到模型中關于參數(shù)ρ的L個元素，為λ的所有可能取值；通過ρ計算參數(shù)B；構造ρ的Vandermonde矩陣如下：

此時按照下式解出B的值：

對B中元素按絕對值大小降序排列，截取前r個元素作為有效目標參數(shù)；B′為模型系數(shù)排序后集合，即B′＝descend(B)；對集合B′系數(shù)截斷后得到集合{B′₁,B′₂,…B′_r}；篩選出元素B′_k對應的ρ中元素ρ_k，構成集合ρ′＝{ρ′₁,ρ′₂,…ρ′_r}；構造ρ′的Vandermo nde矩陣，再次估計模型參系數(shù)，設得到的系數(shù)矩陣為B″；

將雙波段雷達接收的窄帶信號頻譜數(shù)據(jù)依據(jù)上述過程，分別建立全極點模型，得到對應的模型E_a[f^a_i]，E_b[f^b_i]；

步驟2、分別估計相位相干量與幅度相干量：

根據(jù)得到兩波段目標散射點回波數(shù)學模型E_a[f^a_i]，E_b[f^b_i]，分別對兩波段接收信號做頻譜擴展取兩擴展頻譜的中間頻點重疊部分數(shù)據(jù)

遺傳算法估計相位相干量：

其中，Δarg(x,y)＝min(|arg(x)-arg(y)|,2×π-|arg(x)-arg(y)|)；α為常數(shù)相位項，β為一次相位項，γ為二次相位項，f₁、f₂分別為重疊頻段的起始頻點與截止頻點，

利用兩重疊頻段信號功率比值估計幅度相干量：

其中，N₀、N′₀分別表示中間重疊頻段起始頻點至截止頻點對應的序列號,

步驟3、雙波段目標回波信號相干配準：

其中，S_b[n]為b波段雷達接收信號的頻域采樣數(shù)據(jù)；

步驟4、雙波段合成成像，實現(xiàn)目標在全頻帶內連續(xù)分布的超寬帶一維距離像：

假設兩波段分別用a波段和b波段表示；聯(lián)合a波段雷達接收信號頻譜S_a，b波段相干配準后的信號S′_b，重新估計全頻段模型參數(shù)；

其中，為第k個散射點模型系數(shù)，為第k個散射點散射中心位置；

全頻段數(shù)據(jù)為[S_a,S″,S′_b]，其中S″為待內插的中間空白頻段，全頻帶頻率范圍為S_a頻帶范圍S′_b頻帶范圍而中間空白頻段范圍為

根據(jù)得到的模型分別計算出空白頻段下每個頻點對應的復數(shù)值，得到S″

聯(lián)立[S_a,S″,S′_b]，得到目標的寬帶頻響H(f)，并對H(f)逆傅立葉變換，實現(xiàn)目標在全頻帶內連續(xù)分布的超寬帶一維距離像；

h(t)＝ifft(H(f))