一種實波束掃描雷達(dá)角超分辨方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達(dá)成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及機(jī)載掃描雷達(dá)角超分辨成像。
【背景技術(shù)】
[0002] 雷達(dá)平臺正前視區(qū)域的高分辨成像，在對地搜索、對海探測與成像、飛機(jī)盲降、地 形匹配、地形跟隨、對地攻擊、導(dǎo)彈末制導(dǎo)等領(lǐng)域有著迫切的應(yīng)用需求。
[0003] 雷達(dá)角超分辨：是指雷達(dá)通過信號處理的方法，突破系統(tǒng)參數(shù)對雷達(dá)圖像角分辨 率的限制，達(dá)到方位上的高分辨能力。
[0004] 掃描雷達(dá)：是指通過機(jī)械轉(zhuǎn)動的方式，使雷達(dá)波束在方位上均勻或非均勻地掃描 地面、海洋或者空間目標(biāo)的一種雷達(dá)。
[0005] 奇異值分解：令A(yù)eRmXn(或CmXn)其中R，C分別表示實數(shù)或復(fù)數(shù)域，則存在正交 (或酉）矩陣UGRmXm(CmXm)和VGRnXn(CnXn)使得A=UEVT (或UEVH)，
[0006]其中，
【主權(quán)項】
1. 一種實波束掃描雷達(dá)角超分辨方法，其特征在于，包括以下步驟： 51 :前視掃描雷達(dá)回波建模，具體為：通過發(fā)射信號與目標(biāo)散射系數(shù)的卷積加上噪聲 得到回波數(shù)據(jù) gl(T，n)，對回波數(shù)據(jù)gl(T，η)進(jìn)行離散得到離散的回波數(shù)據(jù)&(1，η); 其中，τ表示快時間，η表示天線方位角時刻變量； 52 :回波數(shù)據(jù)距離向脈沖壓縮，具體為：構(gòu)造距離向脈壓參考信號，再將距離向脈壓參 考信號與回波數(shù)據(jù)g 2(T，η)進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，得到脈沖壓縮后的回波信號&(1 η); 53 :距離走動校正，具體為：對步驟S2得到的脈沖壓縮后的回波信號&( τ，η)進(jìn)行尺 度變換，得到消除距離徙動后的回波信號g4(T，η); 54 :將步驟S3得到的回波信號g4( τ，η )轉(zhuǎn)化成矩陣與向量的運(yùn)算形式，得到表達(dá)式： g = Hf+n，通過給定的g、H和n，求解目標(biāo)散射系數(shù)f，實現(xiàn)掃描雷達(dá)角超分辨成像； 其中，g表示回波信號g4(T，η)按照同一距離快時間，不同方位向慢時間規(guī)律排列成 的回波數(shù)據(jù)，H表示卷積矩陣，η表示噪聲。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S4還包括以下分步驟： 步驟S41 :對卷積矩陣Η，進(jìn)行SVD展開，得到
為對角矩陣，U = (U1, U2,…，Un)和 V = (V1, V2, ...，Vn)分別為左特征值向量和右特征值向量；
廣義逆； 542 :分析得到卷積矩陣奇異值的變化趨勢，以及卷積矩陣H的奇異值對噪聲η的變化 趨勢，通過這兩種變化趨勢，對截斷奇異值參數(shù)k進(jìn)行調(diào)整，將所得到的截斷奇異值參數(shù)k 代入
，.中，即將^Na替換為100,并計算對應(yīng)的f SVD，相應(yīng)的結(jié)果記為fTSVD， 表示如下：
543 :根據(jù)所得到的&_實現(xiàn)掃描雷達(dá)角超分辨成像。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述
卷積矩陣H結(jié)構(gòu)為：
其中，上標(biāo)T表示轉(zhuǎn)置運(yùn)算，H是由凡個NaXNJ^ To印Iitz矩陣Mi = 1，2…隊）構(gòu) 成。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于截斷奇異值分解理論的卷積反演方法，根據(jù)掃描雷達(dá)的回波模型，將掃描雷達(dá)方位向回波建立為天線方向圖與目標(biāo)散射系數(shù)的卷積。通過使用卷積反演的方法實現(xiàn)掃描雷達(dá)角超分辨成像。針對卷積反演過程中噪聲放大的現(xiàn)象，首先，本發(fā)明從代數(shù)學(xué)的角度分析了噪聲放大的原因；然后，對卷積矩陣進(jìn)行奇異值分解，去除引起噪聲放大的奇異值分量；最后，使用代數(shù)求逆的方法實現(xiàn)卷積反演并實現(xiàn)掃描雷達(dá)角超分辨成像。本發(fā)明的方法有效的克服了傳統(tǒng)解卷積方法在卷積過程成對噪聲放大問題，從而提高了反卷積方法實現(xiàn)掃描雷達(dá)角超分辨成像的精度。
【IPC分類】G01S13-89, G01S7-292
【公開號】CN104536000
【申請?zhí)枴緾N201510003582
【發(fā)明人】黃鈺林, 查月波, 王月, 喻鑫, 張寅 , 楊建宇, 武俊杰
【申請人】電子科技大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月6日