[发明专利]多基地外辐射源雷达成像系统的自聚焦方法

权利要求书

1.一种多基地外辐射源雷达成像系统的自聚焦方法，包括：

(1)选取频率为680MHz的外辐射源并使其位于x轴正半轴上，再以成像目标的中心为原点，在目标周围均匀分布12个接收站，构建出二维平面上的观测模型；

(2)根据观测模型，获取无相位误差条件下的目标回波信号：

设目标上共P个散射点，其任一散射点p的坐标为x_p＝(x_p,y_p)^T，设第a个接收机接收目标回波信号为：其中a＝1,...,A，A＝12，σ(x_p)是散射点p的反射系数，s(t)是外辐射源的传输波形，外辐射源信号为单频信号，τ_a(x_p)是从外辐射源到散射点p再返回给第a个接收机的传播延时；

(3)对目标回波信号G_a(t)进行解调和基带处理，得到目标回波向量：G＝Bσ，其中B为字典矩阵，σ为没有被相位误差污染的理想目标反射系数向量；

(4)对目标回波向量应用压缩感知算法，估算目标反射系数向量：

σ^(φ)=argmin||σ||0s.t.G=Bσ,]]>

其中为估算的包含相位误差的目标反射系数向量，||σ||₀为σ的零范数，s.t.为约束条件符号；

(5)构造相位误差分量表达式：

5a)设观测模型相位误差为φ＝[φ_1,1,φ_1,2,...,φ_1,L,...,φ_a,l,...,φ_A,L]^T，将包含相位误差的目标回波向量表示为：

G‾=ΓBσ=Bσ^(φ),]]>

其中，Γ＝diag(exp(jφ_1,1),exp(jφ_1,2),...,exp(jφ_1,L),...,exp(jφ_a,l),...,exp(jφ_A,L))代表以相位误差为主对角线元素的方阵；

5b)由估算的包含相位误差的目标反射系数向量和理想的目标反射系数向量σ，得到目标场景的重构误差：

C(φ)=||σ^(φ)-σ||22,]]>

其中，为任意向量x的2范数；

5c)根据目标场景的重构误差，求解相位误差分量：

5c1)将目标场景的重构误差转化成如下方程：

D(φ)＝||ΓBσ-G||²＝∑_a,l||exp(jφ_a,l)B(a*l,:)σ-G_a(k_l)||²，

其中D(φ)为目标场景的重构误差的简化计算式；

5c2)将D(φ)作为极小化必要条件，即根据求解相位误差分量：

φ_a,l＝∠σ^HB^H(a*l,:)G_a(k_l)，a＝1,...,A，l＝1,...,L，：

其中∠σ^HB^H(a*l,:)G_a(k_l)为第a个接收站第l次采样的相位误差分量，B(a*l,:)为字典矩阵B的第a*l行元素，G_a(k_l)为第a个接收站的第l次采样的目标回波数据；

(6)通过定点迭代算法求解相位误差：

6a)初始化第一次迭代的观测模型相位误差φ为0；

6b)由公式估算包含相位误差的目标反射系数向量，得到第i次迭代估算的包含相位误差的目标反射系数向量为

6c)计算相位误差φⁱ；

6d)更新目标回波向量，即由得到第i次迭代后的目标回波向量；

6e)对比第i次与第i+1次迭代的相位误差，若满足：

max(a,l)=(1,1)(A,L){|exp(jφa,li+1)-exp(jφa,li)|}≤μ,]]>

则迭代停止，否则转入6b)继续执行第i+1次迭代，直到满足精度阈值μ＝0.01。