一种实现多普勒波束锐化成像的快速自适应迭代方法技术

本发明专利技术公开了一种实现多普勒波束锐化成像的快速迭代自适应方法，主要利用协方差矩阵快速计算和协方差矩阵快速求逆，实现飞机、导弹等飞行器前斜视区域的角超分辨多普勒波束锐化成像，解决了传统直接迭代自适应方法中求协方差矩阵和协方差矩阵求逆运算复杂度高的问题。其特点是针对迭代自适应中的协方差矩阵计算及矩阵求逆问题，利用其托普利兹矩阵和埃尔米特矩阵的性质，通过求解一列元素而快速得到矩阵，并利用Gohberg Semencul(GS)型分解方法，实现了协方差矩阵的逆矩阵的快速求解，使得利用迭代自适应方法实现多普勒波束锐化成像方法在工程应用中占用更少的运算资源，更加高效。

【技术实现步骤摘要】
一种实现多普勒波束锐化成像的快速自适应迭代方法
本专利技术涉及雷达探测与成像领域，尤其适用于扫描雷达多普勒波束锐化成像。
技术介绍
现有脉冲多普勒雷达系统中，在载机斜前斜视方向，通常利用多普勒波束锐化成像方法实现前斜视区域的成像观测。该方法，利用载机与目标间相互运动所产的多普勒相位变化规律，通过信号处理方法提高雷达斜前斜视区域的方位向成像分辨率。在传统的多普勒波束锐化成像方法中，利用快速傅里叶变换(FFT)方法估计平台和目标相对运动所产生的多普勒相位变化，但由于雷达方位向回波因天线方向图作用所产生的低通滤波效应，导致利用FFT方法所实现的频谱分辨率较低。因此，采用超分辨谱估计的方法实现多普勒波束锐化成像，将会对成像分辨率及成像质量的提高起到帮助作用。为提高多普勒波束锐化成像质量，在文献“QiL,ZhengM,YuW,etal.Super-resolutionDopplerbeamsharpeningimagingbasedonaniterativeadaptiveapproach[J].RemoteSensingLetters,2016,7(3):259-268.”中，采用了一种基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现多普勒波束锐化成像的快速自适应迭代方法，其特征在于，包括：S1、初始化雷达系统参数，具体为：飞机在离地面高H处，沿Y轴以恒定的速度V前进，目标点相对于飞机前进方向的方位角为θ(xi,yi)，飞机与目标连线方向与飞机前进方向的夹角为α，目标相对于飞机的俯仰角为

【技术特征摘要】
1.一种实现多普勒波束锐化成像的快速自适应迭代方法，其特征在于，包括：S1、初始化雷达系统参数，具体为：飞机在离地面高H处，沿Y轴以恒定的速度V前进，目标点相对于飞机前进方向的方位角为θ(xi,yi)，飞机与目标连线方向与飞机前进方向的夹角为α，目标相对于飞机的俯仰角为飞机初始时刻与目标之间的距离为R0，扫描雷达以恒定的角速度为ω扫描成像区域，假定目标所在的位置为(xi,yi)；S2、回波信号生成，具体为：根据步骤S1的雷达系统参数得到发射信号，对该发射信号进行离散化处理，得到离散化后的回波信号；S3、回波信号预处理，具体为：构造波束扫描距离向脉冲压缩频域匹配函数；将波束扫描接收到的回波信号沿距离向做快速傅里叶变换，对得到的距离频域—方位时域信号与该匹配函数相乘，再通过快速傅里叶反变换(IFFT)得到距离向高分辨的二维信号；通过对二维脉压信号在频域乘以距离走动校正相位补偿因子；得到经预处理的回波信号；S4、对步骤S3得到的回波信号，通过协方差矩阵进行快速求解得到回波信号的自相关矩阵R；S5、协方差矩阵求逆快速实现；对步骤S4得到的自相关矩阵求逆，得到R-1；S6、多普勒波束锐化成像；根据步骤S5的R-1得到单个距离向的成像结果；在回波距离—多普勒域中，沿多普勒频率方向，根据目标成像区域的回波多普勒分布范围，截取成像范围内的波束锐化成像结果，即可获得成像场景的多普勒波束锐化成像结果。2.根据权利要求1所述的一种实现多普勒波束锐化成像的快速自适应迭代方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：假设发射信号为线性调频信号为：其中，rect(·)表示矩形信号，且τ为距离向快时间变量，T表示发射脉冲持续时间，c为光速，λ表示波长，Kr为调频斜率；j表示虚数；当天线扫过前斜视区域Ω时，得到离散化后的回波信号表达式：其中，Ω表示雷达波束扫描的作用的区域，σ(xi,yj)表示点目标(xi,yj)的散射系数，θβ表示天线波束3dB宽度，θ(xi,yj)表示场景中的点(xi,yj)与机载平台连线与飞行方向的夹角，是慢时间域的窗函数，表示天线方向图函数在方位向的调制，R(xi,yi；t)表示目标点与机载平台之间的距离。3.根据权利要求1所述的一种实现多普勒波束锐化成像的快速自适应迭代方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：将步骤S3得到的回波信号表示为离散形式，

【专利技术属性】
技术研发人员：张寅，毛德庆，徐帆云，沙连童，张永超，黄钰林，杨建宇，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51