[發明專利]一種基于微波光子信號和改進粒子群的電磁參數估計方法

在審

• 申請號: 202110256888.5
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN115047420A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 邢孟道;謝意遠;高悅欣;郭亮;孫光才
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

1.一種基于微波光子信號和改進粒子群的電磁參數估計方法，其特征在于，包括：

步驟1：獲取目標散射中心的屬性散射中心模型；

其中，所述屬性散射中心模型表述所述目標散射中心的回波數據；

步驟2：使用極坐標算法對所述屬性散射中心模型進行兩維解耦，獲得兩維波數解耦模型；

步驟3：基于所述兩維波數解耦模型，構造表征字典；

其中，所述表征字典中包含所述目標散射中心的待估計參數，所述表征字典表示所述目標散射中心的距離以及方位；

步驟4：基于改進的粒子群優化算法以及CLEAN算法對所述待估計參數進行估計，確定所述待估計參數值；

步驟5：基于待估計參數值，確定目標散射中心的二維圖像。

2.根據權利要求1所述的電磁參數估計方法，其特征在于，所述屬性散射中心模型表示為：

其中，表示散射中心的回波；f表示頻率，單位為Hz；fc表示中心頻率；C表示電磁波傳播速度，單位為m/s；表示方位觀測角度，單位為rad；表示散射中心i的參數集；A_i為幅度，L_i為長度，為該散射中心的初始指向角，x_i為方位向位置，y_i為距離向位置；α_i∈[-1，-0.5，0，0.5，1]為頻率依賴因子；

散射中心的回波數據的波數譜S_n表示為：

其中，K_R為波束向量，r_n＝(x sinθ+y cosθ)為場景基準點到點目標P_n的距離向量；θ表示目標轉角的變化，σ_n為目標的回波振幅，n表示第n個點目標。

3.根據權利要求2所述的電磁參數估計方法，其特征在于，所述步驟2包括：

在波數域內對所述屬性散射中心模型進行重采樣，以使所述屬性散射中心模型從極坐標下插值變換到直角坐標系下，獲得直角坐標系下的兩維波數解耦模型。

4.根據權利要求3所述的電磁參數估計方法，其特征在于，所述在波數域內對所述屬性散射中心模型進行重采樣，以使所述屬性散射中心模型從極坐標下插值變換到直角坐標系下，獲得直角坐標系下的兩維波數解耦模型的步驟包括：

步驟a：將K_x＝K_Rcosθ，K_y＝K_Rsinθ，代入S_n表達式，對波束譜進行重采樣，得到直角坐標系下的S_n＝σ_nexp(-j(K_xx+K_yy))；θ＝arctan(K_x/K_y)，

其中，θ為重采樣之后的轉角，K_x為方位向波數，K_y為距離向波數；

步驟b：基于所述直角坐標系下的波束譜S_n，獲得直角坐標系下的屬性散射中心模型；

所述兩維波數解耦模型表示為：

其中，(f_x，f_y)為直角坐標系，為極坐標系。

5.根據權利要求2所述的電磁參數估計方法，其特征在于，所述步驟3包括：

步驟3.1，將輸入至所述屬性散射中心模型中，獲得兩維波數解耦的模型；

步驟3.2，對所述兩維波數解耦模型求取絕對值，獲得第一待估計參數集；

步驟3.3，利用第一待估計參數集構建第一表征字典；

其中，所述第一表征字典包含所述第一待估計參數在估計值范圍內的所有參數值；

步驟3.4，對所述第一表征字典的數學形式引入第一代價函數，求解得到第一待估計參數值；

步驟3.5，將所述第一待估計參數值代入所述兩維波數解耦模型，并引入第二代價函數，得到第二待估計參數；

步驟3.6，利用所述第二待估計參數構建第二表征字典；

其中，所述第二表征字典包含所述第二待估計參數在估計值范圍內的所有參數值。