[发明专利]一种基于最大熵准则的雷达前视超分辨成像方法有效

专利信息
申请号: 201710875459.X 申请日: 2017-09-25
公开(公告)号: CN107783111B 公开(公告)日: 2021-03-02
发明(设计)人: 包敏;马静雯;史林 申请(专利权)人: 西安电子科技大学
主分类号: G01S13/90 分类号: G01S13/90;G01S7/41
代理公司: 西安长和专利代理有限公司 61227 代理人: 黄伟洪
地址: 710071 陕西省*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 最大 准则 雷达 前视超 分辨 成像 方法
【说明书】:

发明属于雷达前视成像技术领域,公开了一种基于最大熵准则的雷达前视超分辨成像方法,利用双通道前视扫描雷达回波信号进行建模;引入熵作为目标分布的先验信息,基于贝叶斯准则,建立最大后验成像模型;采用改进共轭梯度法求解成像模型。本发明联合和差通道处理,有效缓解了单通道反卷积问题固有的病态性,同时利用熵作为目标先验信息,避免了回波先验信息不准确的缺点,可突破天线孔径对方位分辨率的限制,并通过改进共轭梯度法对前视成像结果进行迭代求解,具有较高的效率,有利于工程实现高分辨率前视成像。

技术领域

本发明属于雷达前视成像技术领域,尤其涉及一种基于最大熵准则的雷达前视超分辨成像方法。

背景技术

雷达具有全天候、全天时和远距离作用的特点,SAR在导弹制导、对地观测、灾害监控和环境保护等军用和民用领域有着广泛的应用。正侧视与斜视式SAR可以对载体运动方向两侧的目标(场景)进行高分辨成像,其良好的成像性能已经得到了广泛的研究与应用,而对正前方目标成像时,由于雷达视线与雷达平台的速度方向一致,无法在方位向形成合成孔径,导致前视成像方位分辨率低,难以满足如飞机盲降和导弹末制导等实际应用需求。因此,如何实现高分辨前视成像是目前雷达领域的一个热点。实波束扫描解卷积成像方法是通过雷达天线波束在方位向进行扫描的前视成像模式,其基于实孔径雷达同一距离单元方位向回波信号是天线方向图与目标后向散射系数的卷积,故通过解卷积操作可以用来提高方位分辨率。它无需系统改造即可直接应用到现有雷达系统中。直接的单通道解卷积算法对噪声极为敏感,表现出解卷积固有的病态问题。例如基于单脉冲雷达和、差波束双通道频域解卷积前视成像方法,这种方法的成像结果虽然一定程度上缓解了病态,但是其仍受信噪比影响较大,难以满足实际需求。采用了先验信息可以有效解决扫描雷达前视解卷积成像的病态问题,获得了在泊松噪声条件下目标分布的最大似然解,然而其对于实际常见的高斯白噪声情况,不再适用。

综上所述,现有技术存在的问题是:现有反卷积超分辨算法中普遍存在的病态性、噪声敏感性等问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种基于最大熵准则的雷达前视超分辨成像方法。

本发明是这样实现的,一种基于最大熵准则的雷达前视超分辨成像方法,所述基于最大熵准则的雷达前视超分辨成像方法包括以下步骤:

步骤一,双通道前视扫描雷达回波信号建模;

步骤二,引入熵作为目标分布的先验信息,基于贝叶斯准则,建立最大后验成像模型;

步骤三,改进共轭梯度法求解成像模型。

进一步,所述步骤一的雷达回波信号的模型为:

s(t)为观测到的回波信号,a(t)为天线方向图,σ(t)为目标信息,n(t)为噪声,表示卷积因子,故和通道对应的雷达回波模型写成矩阵形式是:

s=Aσ+n

式中,s为M×1的和通道回波信号矩阵,A为M×N的和通道天线方向图矩阵,σ为N×1的目标散射信息矩阵,n为M×1的和通道噪声向量矩阵,且有:

同理,差通道雷达回波模型的矩阵向量模型:

sΔ=AΔσ+nΔ

式中,sΔ为M×1的差通道回波信号矩阵,AΔ为M×N的差通道天线方向图矩阵,σ为N×1的目标散射信息矩阵,nΔ为M×1的差通道噪声向量矩阵。

进一步

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