[發(fā)明專利]一種基于二維稀疏結(jié)構(gòu)的寬帶雷達(dá)飛機(jī)目標(biāo)架次識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011534816.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112731399B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳一暢;張?jiān)i;湯子躍;朱振波;孫永健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍空軍預(yù)警學(xué)院
• 主分類號(hào): G01S13/91
• 分類號(hào): G01S13/91
• 代理公司: 北京國(guó)坤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11491
• 代理人: 王峰剛

1.一種基于二維稀疏結(jié)構(gòu)的寬帶雷達(dá)飛機(jī)目標(biāo)架次識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、得到回波數(shù)據(jù)矩陣S_M×N：對(duì)采集的雷達(dá)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行混頻、相位檢波和A/D采樣，得到零中頻的數(shù)字信號(hào)；

對(duì)M個(gè)脈沖進(jìn)行采樣，每個(gè)脈沖采樣N點(diǎn)，則第m個(gè)脈沖的N點(diǎn)采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成一個(gè)1×N的行向量[s_m,1,s_m,2,…s_m,N]，M個(gè)脈沖的M×N個(gè)數(shù)據(jù)組成一個(gè)矩陣S_M×N，

S2、得到地雜波對(duì)消后的數(shù)據(jù)矩陣S_L×N：采用三脈沖MTI技術(shù)對(duì)所述矩陣S_M×N的每一列數(shù)據(jù)做運(yùn)算：s_i,j-2×s_i-1,j+s_i+1,j；

其中，i＝2,3…M-1，j＝1,…N，得到數(shù)據(jù)矩陣S_L×N；其中，L＝M-2；

S3、得到二維稀疏結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)矩陣P_sparse：利用同步正交匹配追蹤算法，優(yōu)化求解下式：

其中，S^T為雷達(dá)回波所述數(shù)據(jù)矩陣S_L×N的轉(zhuǎn)置矩陣；

P為待求解的二維稀疏結(jié)構(gòu)圖矩陣；P_i,j表述矩陣第i行第j列的元素；Φ為稀疏觀測(cè)矩陣；

所述稀疏觀測(cè)矩陣的構(gòu)造過(guò)程如下：

Φ＝(F^-1·H·F)^-1

其中，F(xiàn)為尺寸為N×N的傅里葉矩陣；(·)^-1矩陣的取逆運(yùn)算；

其中，j為虛數(shù)單位；γ為發(fā)射信號(hào)的調(diào)頻率；diag(·)表示將向量轉(zhuǎn)換為對(duì)角矩陣；

其中，f_s是采樣頻率，Δf＝f_s/N；

S4、得到二值數(shù)據(jù)矩陣P₂，所述二值數(shù)據(jù)矩陣P₂分兩步獲得：

S4.1、求解得到代表目標(biāo)散射點(diǎn)有無(wú)的二分層，其中，1表示有目標(biāo)，0表示無(wú)目標(biāo)；

單次回波檢測(cè)數(shù)據(jù)矩陣Λ，其中：所述P_sparse為所述二維稀疏結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)矩陣；

Z＝min(X,Y)，

其中，x_i和y_i是待檢測(cè)單元左、右的參考單元；

P_f是虛警概率；

S4.2、在得到所述單次回波檢測(cè)數(shù)據(jù)矩陣Λ的基礎(chǔ)上，先根據(jù)m次回波的二分層檢測(cè)結(jié)果積累，再與給定的門(mén)限K進(jìn)行比較以得到最終的二值數(shù)據(jù)矩陣P₂；

S5、完成所述二值數(shù)據(jù)矩陣P₂聚類：循環(huán)搜索，將所述二值數(shù)據(jù)矩陣P₂中相鄰的1值點(diǎn)融合為一類，統(tǒng)計(jì)所述二值數(shù)據(jù)矩陣P₂中類的數(shù)量；

S6、得到架次信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于二維稀疏結(jié)構(gòu)的寬帶雷達(dá)飛機(jī)目標(biāo)架次識(shí)別方法，其特征在于，所述同步正交匹配追蹤算法的求解步驟為：

S3.1、初始化迭代序號(hào)i＝1，令殘差矩陣構(gòu)建索引集合支撐集合

S3.2、計(jì)算當(dāng)前循環(huán)次數(shù)下的內(nèi)積矩陣其中(·)^H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置操作；

S3.3、將內(nèi)積矩陣元素按照行向量方向相加，根據(jù)最大化找出最大和值對(duì)應(yīng)的索引；

S3.4、更新索引集合更新支撐集合其中為矩陣Φ的第個(gè)列向量；

S3.5、計(jì)算稀疏矩陣在當(dāng)前迭代次數(shù)的估計(jì)值更新殘差矩陣

S3.6、步進(jìn)迭代序號(hào)i＝i+1，根據(jù)殘差矩陣增量判斷是否滿足循環(huán)終止條件，如果滿足則進(jìn)入所述S4，否則進(jìn)入所述S3.2繼續(xù)執(zhí)行。