基于聚类相参叠加的频率分集阵列雷达目标成像方法技术

本发明专利技术公开基于聚类相参叠加的频率分集阵列雷达目标成像方法，采用K均值聚类和BP算法融合，解决了传统BP算法在FDA雷达对多目标定位及成像时面临的成像模糊、旁瓣高的问题。本发明专利技术方法中，每次改变频率偏置对成像区域进行新的扫描，其数据处理过程中的时延补偿仅需对上次聚类分类簇标记为1的网格点进行时延补偿计算，而不需要遍历全网格空间，故本发明专利技术所提出的改进方法较现有方法能有效降低运算量；同时本发明专利技术提出的改进方法充分利用目标点的能量集中特性及目标点与虚像点能量的差异性，可有效剔除目标虚假像，有效提高成像结果的精确度。确度。确度。

【技术实现步骤摘要】
基于聚类相参叠加的频率分集阵列雷达目标成像方法


[0001]本专利技术涉及雷达信号处理
，具体涉及一种基于聚类相参叠加的频率分集阵列(Frequency Diverse Array，FDA)的雷达目标成像的改进方法。

技术介绍

[0002]频率分集阵列雷达是由相控阵雷达演变过来的一种新体制雷达，相对于普通均匀线阵最大的区别是其相邻两个阵元之间有一个远小于基准载频的频率偏置。这使得它的波束方向图不仅与角度有关，还依赖于距离和时间，因此FDA雷达在雷达目标探测成像中有广阔的应用前景。
[0003]目前，FDA雷达目标成像方法一般基于阵列各阵元单频接收模式，采用BP和MUSIC算法来实现目标的定位和成像。但是线性频偏FDA波束方向图固有的距离、角度耦合特性需要多次改变频偏才能实现多目标成像任务，且该方法存在旁瓣高、成像模糊的问题，对多目标进行精确定位和成像时效果不够理想。
[0004]另一方面，雷达的目标回波信号经过相干累加在特定位置具有能量集中的特性。利用该特性，采用聚类方法结合后向投影算法(BP算法)能够依据回波响应幅值对扫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于聚类相参叠加的频率分集阵列雷达目标成像方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1，构造单频接收的频率分集阵列；步骤2，将成像区域按距离和角度划分网格点，对网格点簇标记进行初始化，将簇标记初始化为1；步骤3，利用步骤1的频率分集阵列发射窄带信号对成像区域进行扫描，并采用单频接收机制接收回波数据；步骤4，对成像区域中簇标记为1的网格点进行时延补偿，得到频率分集阵列各阵元关于各网格点处的回波幅值；步骤5，将步骤4中网格点关于N个阵元的回波幅值进行叠加，得出该频率分集阵列关于各网格点处总的回波响应；步骤6，将步骤5中网格点的总回波响应数据所构成的数据矩阵矢量化，利用K均值聚类算法对矩阵矢量化所得数据集进行聚类划分，并更新网格点簇标记，选择聚类中心最大的簇为下次搜索路径，对归属于聚类中心值最大的簇对应网格点簇标记设置为1；步骤7，改变频率分集阵列的频率偏置，重复步骤3～步骤6对成像区域进行新的扫描，利用阵列接收得到新的回波数据并进行相应处理，共计完成M次频率偏置改变、雷达成像扫描以及数据处理；步骤8，以最终簇标记为1的网格点为搜索对象，计算出成像场景中相应网格点的像素值，即完成该频率分集阵列雷达目标成像。2.根据权利要求1所述的基于聚类相参叠加的频率分集阵列雷达目标成像方法，其特征在于：步骤6具体子步骤为：将所得回波响应数据矩阵矢量化所得到的数据集表示为D＝{x1,x2,
…
,x
m
}，从D中随机选择k个回波响应数据初始化各簇聚类中心构成的均值向量{μ1,μ2,
…
,μ
k
}，则回波响应数据x
j
与聚类中心μ
i
的平方差为c
ji
：c
ji
＝(x
j
‑
μ
i
)2聚类中心μ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢宁波，罗晓萍，廖可非，欧阳缮，王海涛，王辉，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：