一种逆合成孔径雷达二维稀疏成像的资源自适应调度方法技术

本发明专利技术公开了一种逆合成孔径雷达二维稀疏成像的资源自适应调度方法，涉及相控阵雷达逆合成孔径雷达成像技术领域，解决的技术问题是如何从目标方位向和距离向角度考虑进行多目标成像任务在单部雷达中合理资源分配从而提升系统整体性能，该方法是在雷达对每个目标进行特征认知的基础上，计算每个目标的脉冲资源需求量，进而根据雷达选取的约束条件确定每个目标所需要分配的子脉冲发射位置，通过对目标的交替观测并获取目标回波信号，从而完成对多个目标的逆合成孔径成像任务。本发明专利技术可从目标方位向和距离向角度考虑实现单步雷达面对多目标时的资源分配，节省雷达资源，提升系统整体性能。

A Resource Adaptive Scheduling Method for Inverse Synthetic Aperture Radar Two-Dimensional Sparse Imaging

The invention discloses a resource adaptive scheduling method for two-dimensional sparse imaging of inverse synthetic aperture radar, which relates to the technical field of inverse synthetic aperture radar imaging of phased array radar. The technical problem solved is how to reasonably allocate resources for multi-target imaging tasks in a single radar from the angle of target azimuth and range, so as to improve the overall performance of the system. The method is based on radar. On the basis of feature recognition of each target, the pulse resource requirement of each target is calculated, and then the sub-pulse transmitting position of each target is determined according to the constraints of radar selection. The target echo signal is obtained by alternating observation of the target, thus the task of inverse synthetic aperture imaging for multiple targets is accomplished. The invention can realize the resource allocation of single-step radar when facing multi-target from the angle of target azimuth and range, save radar resources and improve the overall performance of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种逆合成孔径雷达二维稀疏成像的资源自适应调度方法
本专利技术涉及相控阵雷达逆合成孔径雷达成像
，尤其涉及一种合成孔径雷达二维稀疏成像的资源自适应调度方法。
技术介绍
多功能相控阵雷达因其阵列天线的波束捷变和波束自适应能力，因而可执行对多个目标交替观测任务，而如何在资源约束下分配任务，对雷达性能有着决定性的影响。现有技术关于相控阵雷达资源优化调度策略的研究大都仅考虑如何在有限时间、频谱、空间、功率等资源的条件下实现多目标搜索和跟踪性能的最优化，而很少有考虑成像需求对调度策略的影响。因此，在相控阵雷达资源优化调度中，若能在有限的资源内实现对多个目标的观测成像，将有利于节省雷达资源，大大提升雷达系统整体性能。在随机稀疏观测成像模式下，传统的逆合成孔径雷达成像方法将无法使用。近年来，由D.Donoho、E.Candès及华籍科学家T.Tao等提出的压缩感知(CompressiveSensing,CS)理论为随机稀疏观测逆合成孔径雷达成像提供了新的技术路线。国内外研究者对基于CS的雷达成像技术进行了较多研究，提出了一系列基于CS的稀疏孔径逆合成孔径雷达成像方法，为将成像任务需求纳入资源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种逆合成孔径雷达二维稀疏成像的资源自适应调度方法，在雷达对每个目标进行特征认知的基础上，计算每个目标的脉冲资源需求量，进而根据雷达选取的约束条件确定每个目标所需要分配的子脉冲发射位置，通过对目标的交替观测并获取目标回波信号，从而完成对多个目标的逆合成孔径成像任务，其特征在于，包括如下步骤：(一)雷达对每个目标发射少量脉冲，估算目标飞行参数；(二)估算目标二维尺寸；(三)确定雷达对目标发射脉冲串个数及脉冲串下发射子脉冲个数；(四)估计目标方位向稀疏度、距离向稀疏度；(五)确定雷达对目标方位向稀疏发射脉冲串个数和距离向稀疏发射子脉冲个数；(六)计算目标的威胁度；(七)在满足资源约束的条件下，...

【技术特征摘要】
1.一种逆合成孔径雷达二维稀疏成像的资源自适应调度方法，在雷达对每个目标进行特征认知的基础上，计算每个目标的脉冲资源需求量，进而根据雷达选取的约束条件确定每个目标所需要分配的子脉冲发射位置，通过对目标的交替观测并获取目标回波信号，从而完成对多个目标的逆合成孔径成像任务，其特征在于，包括如下步骤：(一)雷达对每个目标发射少量脉冲，估算目标飞行参数；(二)估算目标二维尺寸；(三)确定雷达对目标发射脉冲串个数及脉冲串下发射子脉冲个数；(四)估计目标方位向稀疏度、距离向稀疏度；(五)确定雷达对目标方位向稀疏发射脉冲串个数和距离向稀疏发射子脉冲个数；(六)计算目标的威胁度；(七)在满足资源约束的条件下，建立资源调度模型并进行脉冲资源分配；(八)用现有的二维稀疏成像技术获得目标二维像。2.如权利要求1所述的逆合成孔径雷达二维稀疏成像的资源自适应调度方法，其特征在于，步骤(一)具体过程如下：设定对各目标发射少量脉冲进行目标参数估算所用的波形参数为：载频frc、子脉冲脉宽Trp、频率步进长度Δfr、子脉冲重复频率FPRF、带宽Br；获取雷达回波信号后，可通过雷达常规算法测定出第j个目标距离雷达的距离目标速度目标航向目标高度3.如权利要求1所述的逆合成孔径雷达二维稀疏成像的资源自适应调度方法，其特征在于，步骤(二)具体过程如下：对雷达回波信号，采用现有技术的逆合成孔径雷达成像方法，得到第j个目标的粗分辨逆合成孔径雷达像Srj(k,l)，对该逆合成孔径雷达像采用以下公式进行归一化处理：其中k和l分别表示目标距离向和方位向包络位置，设置一个合适的门限Ts，计算距离向包络位置最小及距离向包络位置最大值根据目标距离与包络位置关系，可得第j个目标的距离向尺寸其中ρrr＝c/(2Br)为距离向分辨率；同理计算方位向包络位置最小最大值分别为可得第j个目标的方位向尺寸其中为方位向分辨率。4.如权利要求1所述的逆合成孔径雷达二维稀疏成像的资源自适应调度方法，其特征在于，步骤(三)具体过程如下：设定目标距离向基准尺寸方位向基准尺寸及成像所需的距离向基准分辨率ρrefr、方位向基准分辨率ρrefa，则第j个目标成像所需方距离向分辨率ρjr与方位向分辨率ρja为：其中为第j个目标距离向尺寸、为第j个目标方位向尺寸；设定方位向分辨率的最小值为ρmina；要使雷达完全无模糊的显示出所有目标的尺寸轮廓，则所需要的最大频率步进长度Δfj为：其中c为光速，第j个目标的脉冲串下发射最少子脉冲个数Nj为：为达到第j个目标成像所需方位向分辨率的要求，则所需发射脉冲串个数Mj为：其中u1为调节发射脉冲串个数的一个大于1的常数，λ为信号波长，FPRF子脉冲重复频率。5.如权利要求1所述的逆合成孔径雷达二维稀疏成像的资源自适应调度方法，其特征在于，步骤(四)具体过程如下：对第j个目标的粗分辨逆合成孔径雷达像Srj(k,l)中元素和值最大的行作如下归一化处理为S′rj(l)，元素和值最大列作如下归一化处理为S″rj(k)：设置合适的阈值为TM，将S′rj(l)离散化表示为向量S′rj，将S″rj(k)离散化表示为向量S″rj，则第j个目标的方位向稀疏度和距离向稀疏度为：6.如权利要求1所述的逆合成孔径雷达二维稀疏成像的资源自适应调度方法，其特征在于，步骤(五)具体过程如下：根据压缩感知理论，第j个目标所需的方位向和距离向稀疏发射的脉冲串个数与子...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖可非，杜毅，欧阳缮，白钊铭，李长树，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西,45