一种实波束扫描雷达加速超分辨成像方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109709547A(43)申请公布日2019.05.03(21)申请号201910051938.9(22)申请日2019.01.21(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人李文超牛美华张文涛张永超张寅黄钰林杨建宇(74)专利代理机构成都虹盛汇泉专利代理有限公司51268代理人王伟(51)Int.Cl.G01S13/89(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种实波束扫描雷达加速超分辨成像方法(57)摘要本发明提供了一种实波束扫描雷达加速超分辨成像方法，属于雷达成像技术领域。本发明针对迭代阈值收缩算法收敛速度较慢的问题,结合泰勒展开原理，在每次迭代操作之前，由历史迭代向量及其前两阶差分信息构造预测向量，减少了迭代次数，提高了算法收敛速度，缩短了超分辨成像所需的时间，达到加速的目的。CN109709547ACN109709547A权利要求书1/2页1.一种实波束扫描雷达加速超分辨成像方法，其特征在于，包括：S1、获取雷达回波信号，对所述回波信号进行距离向脉冲压缩处理，得到回波信号矩阵S；S2、获取天线方向图h，根据所述天线方向图构造卷积矩阵H；S3、提取所述回波信号矩阵S中第j行数据，作为待处理的回波数据向量s，设置初始迭代向量x0为0；S4、确定迭代模型；S5、将x0代入所述迭代模型中得到迭代结果x1，将x1代入所述迭代模型中得到迭代结果x2；S6、根据所述迭代结果x2、x1及x0，基于泰勒展开原理，构造预测向量y，将所述预测向量y代入所述迭代模型中得到迭代结果x3；S7、判断迭代结果是否满足预设迭代终止条件，若满足条件，流程进入步骤S8；若不满足条件，将x3、x2、x1的值分别赋值给x2、x1、x0，流程返回所述步骤S6；S8、判断所述回波信号矩阵S中数据是否全部处理完成，若处理完成，输出超分辨成像结果；若未处理完成，令j＝j+1，流程回到所述步骤S3。2.如权利要求1所述的实波束扫描雷达加速超分辨成像方法，其特征在于，所述步骤S2包括：获取天线方向图h＝[h0h1...hl-1]，l为天线方向图点数；根据h构造卷积矩阵H3.如权利要求1所述的实波束扫描雷达加速超分辨成像方法，其特征在于，所述步骤S4包括：计算在当前向量出的梯度其中，x表示目标散射体系数，(·)T表示对矩阵进行转置操作；根据最速下降法，负梯度方向为下降最快的方向，将当前向量代入其中，t为迭代步长，由的Lipschitz常数的倒数确定，即TTeigmax(HH)表示矩阵(HH)的最大特征值；2CN109709547A权利要求书2/2页对zk进行阈值收缩操作，得到迭代模型其中，xk为第k次的迭代结果，(Tλt(z))i＝(zi-λt)+sgn(zi)，sgn(·)为符号函数。4.如权利要求1所述的实波束扫描雷达加速超分辨成像方法，其特征在于，所述步骤S5包括：将初始迭代向量x0代入所述迭代模型中得到第一次的迭代结果x1，再将第一次的迭代结果x1代入所述迭代模型中得到第二次的迭代结果x2。5.如权利要求1所述的实波束扫描雷达加速超分辨成像方法，其特征在于，所述步骤S6包括：根据所述迭代结果x2、x1及x0，基于泰勒展开原理，构造预测向量y其中，α为预测步长；将得到的预测向量y作为迭代向量代入所述迭代模型中，得到迭代结果x3。6.如权利要求1所述的实波束扫描雷达加速超分辨成像方法，其特征在于，所述步骤S7包括：S71、判断迭代结果是否满足预设迭代终止条件；S72、若满足条件，流程进入步骤S8；S73、若不满足条件，将x3、x2、x1的值分别赋值给x2、x1、x0，流程返回所述步骤S6。7.如权利要求6所述的实波束扫描雷达加速超分辨成像方法，其特征在于，所述预设迭代终止条件为：||x3-x2||2＜T其中，T为终止阈值。8.如权利要求1所述的实波束扫描雷达加速超分辨成像方法，其特征在于，所述步骤S8包括：S81、判断所述回波信号矩阵S中数据是否全部处理完成，即当前处理的第j行是否超过总行数J；S82、若处理完成，输出超分辨成像结果；S83、若未处理完成，令j＝j+1，流程回到所述步骤S3。3CN109709547A说明书1/6页一种实波束扫描雷达加速超分辨成像方法技术领域[0001]本发明属于雷达成像技术领域，特别涉及一种实波束扫描雷达加速超分辨成像方法。背景技术[0002]实波束扫描雷达成像在对地攻击、地形匹配、海洋探测、军事侦察等领域都有着重要作用，然而其方位向的分辨率一直受天线孔径尺寸和距离的限制。为了提高其成像质量，改善实波束扫描雷达的方位分辨率迫在眉睫。[0003]由于在方位向，雷达回波可以看作