一种实波束扫描雷达角超分辨方法技术

技术编号:11335195 阅读:92 留言:0更新日期:2015-04-23 03:28
本发明专利技术公开了一种基于截断奇异值分解理论的卷积反演方法,根据扫描雷达的回波模型,将扫描雷达方位向回波建立为天线方向图与目标散射系数的卷积。通过使用卷积反演的方法实现扫描雷达角超分辨成像。针对卷积反演过程中噪声放大的现象,首先,本发明专利技术从代数学的角度分析了噪声放大的原因;然后,对卷积矩阵进行奇异值分解,去除引起噪声放大的奇异值分量;最后,使用代数求逆的方法实现卷积反演并实现扫描雷达角超分辨成像。本发明专利技术的方法有效的克服了传统解卷积方法在卷积过程成对噪声放大问题,从而提高了反卷积方法实现扫描雷达角超分辨成像的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于雷达成像
,具体涉及机载扫描雷达角超分辨成像。
技术介绍
雷达平台正前视区域的高分辨成像,在对地搜索、对海探测与成像、飞机盲降、地 形匹配、地形跟随、对地攻击、导弹末制导等领域有着迫切的应用需求。 雷达角超分辨:是指雷达通过信号处理的方法,突破系统参数对雷达图像角分辨 率的限制,达到方位上的高分辨能力。 扫描雷达:是指通过机械转动的方式,使雷达波束在方位上均匀或非均匀地扫描 地面、海洋或者空间目标的一种雷达。 奇异值分解:令AeRmXn(或CmXn)其中R,C分别表示实数或复数域,则存在正交 (或酉)矩阵UGRmXm(CmXm)和VGRnXn(CnXn)使得A=UEVT (或UEVH),其中,【主权项】1. ,其特征在于,包括以下步骤: 51 :前视扫描雷达回波建模,具体为:通过发射信号与目标散射系数的卷积加上噪声 得到回波数据 gl(T,n),对回波数据gl(T,η)进行离散得到离散的回波数据&(1,η); 其中,τ表示快时间,η表示天线方位角时刻变量; 52 :回波数据距离向脉冲压缩,具体为:构造距离向脉压参考信号,再将距离向脉压参 考信号与回波数据g 2(T,η)进行自相关运算,得到脉冲压缩后的回波信号&(1 η); 53 :距离走动校正,具体为:对步骤S2得到的脉冲压缩后的回波信号&( τ,η)进行尺 度变换,得到消除距离徙动后的回波信号g4(T,η); 54 :将步骤S3得到的回波信号g4( τ,η )转化成矩阵与向量的运算形式,得到表达式: g = Hf+n,通过给定的g、H和n,求解目标散射系数f,实现扫描雷达角超分辨成像; 其中,g表示回波信号g4(T,η)按照同一距离快时间,不同方位向慢时间规律排列成 的回波数据,H表示卷积矩阵,η表示噪声。2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S4还包括以下分步骤: 步骤S41 :对卷积矩阵Η,进行SVD展开,得到为对角矩阵,U = (U1, U2,…,Un)和 V = (V1, V2, ...,Vn)分别为左特征值向量和右特征值向量;广义逆; 542 :分析得到卷积矩阵奇异值的变化趋势,以及卷积矩阵H的奇异值对噪声η的变化 趋势,通过这两种变化趋势,对截断奇异值参数k进行调整,将所得到的截断奇异值参数k 代入,.中,即将^Na替换为100,并计算对应的f SVD,相应的结果记为fTSVD, 表示如下:543 :根据所得到的&_实现扫描雷达角超分辨成像。3. 根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述卷积矩阵H结构为:其中,上标T表示转置运算,H是由凡个NaXNJ^ To印Iitz矩阵Mi = 1,2…队)构 成。【专利摘要】本专利技术公开了一种基于截断奇异值分解理论的卷积反演方法,根据扫描雷达的回波模型,将扫描雷达方位向回波建立为天线方向图与目标散射系数的卷积。通过使用卷积反演的方法实现扫描雷达角超分辨成像。针对卷积反演过程中噪声放大的现象,首先,本专利技术从代数学的角度分析了噪声放大的原因;然后,对卷积矩阵进行奇异值分解,去除引起噪声放大的奇异值分量;最后,使用代数求逆的方法实现卷积反演并实现扫描雷达角超分辨成像。本专利技术的方法有效的克服了传统解卷积方法在卷积过程成对噪声放大问题,从而提高了反卷积方法实现扫描雷达角超分辨成像的精度。【IPC分类】G01S13-89, G01S7-292【公开号】CN104536000【申请号】CN201510003582【专利技术人】黄钰林, 查月波, 王月, 喻鑫, 张寅 , 杨建宇, 武俊杰 【申请人】电子科技大学【公开日】2015年4月22日【申请日】2015年1月6日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实波束扫描雷达角超分辨方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:前视扫描雷达回波建模,具体为:通过发射信号与目标散射系数的卷积加上噪声得到回波数据g1(τ,η),对回波数据g1(τ,η)进行离散得到离散的回波数据g2(τ,η);其中,τ表示快时间,η表示天线方位角时刻变量;S2:回波数据距离向脉冲压缩,具体为:构造距离向脉压参考信号,再将距离向脉压参考信号与回波数据g2(τ,η)进行自相关运算,得到脉冲压缩后的回波信号g3(τ,η);S3:距离走动校正,具体为:对步骤S2得到的脉冲压缩后的回波信号g3(τ,η)进行尺度变换,得到消除距离徙动后的回波信号g4(τ,η);S4:将步骤S3得到的回波信号g4(τ,η)转化成矩阵与向量的运算形式,得到表达式:g=Hf+n,通过给定的g、H和n,求解目标散射系数f,实现扫描雷达角超分辨成像;其中,g表示回波信号g4(τ,η)按照同一距离快时间,不同方位向慢时间规律排列成的回波数据,H表示卷积矩阵,n表示噪声。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:黄钰林查月波王月喻鑫张寅杨建宇武俊杰
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:四川;51

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