[发明专利]一种基于Arnoldi的特征向量相位补偿方法

说明书

一种基于Arnoldi的特征向量相位补偿方法，本发明涉及基于Arnoldi的特征向量相位补偿方法。本发明的目的是为了解决现有基于特征向量的相位补偿方法计算量大的问题。一、取M个目标回波，对复距离像取模得到目标回波的一维距离像，并利用积累互相关方法进行包络对齐，得到包络对齐后的距离维压缩数据；二、求得采样协方差矩阵；三、利用Arnoldi迭代求解采样协方差矩阵的最大特征值对应的特征向量，提取最大特征值对应的特征向量中各元素的相位信息，对一中的包络对齐后的距离维压缩数据进行相位补偿，得到相位补偿后的数据；四、利用距离多普勒方法对相位补偿后的数据进行ISAR成像。本发明用于逆合成孔径雷达领域。

技术领域

本发明属于逆合成孔径雷达(ISAR)领域，涉及基于Arnoldi的特征向量相位补偿方法。

背景技术

逆合成孔径雷达(ISAR)利用雷达和目标的相对运动来实现对空间目标的高分辨成像，如今已广泛运用于军事和民用领域。运动补偿是ISAR成像的一个重要步骤，其又分为包络对齐和相位补偿两部分。包络对齐为相位补偿的基础。目前利用相邻一维像的相似性进行包络对齐的方法应用最为普遍，因此以积累互相关的方法来进行一维距离像的包络对齐。基于特征向量的相位补偿方法作为一种全局相位补偿方法既可应用于全孔径又可运用于稀疏孔径，且拥有很好的相位误差估计性能，但是该方法需要对数据的采样协方差矩阵进行特征分解来进一步获取相位误差信息。对于一个高分辨的ISAR图像，用于成像的回波个数较多，因此所对应的采样协方差矩阵维度较高，对其进行特征分解的计算量较大，从而导致其在实际工程中的应用受到限制。在基于特征向量的相位补偿方法中包含相位误差信息的仅为对应于采样协方差矩阵最大特征值的特征向量，若能仅对该向量进行求解便能大大降低计算量。因此，基于Arnoldi的特征向量相位补偿方法的研究尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有基于特征向量的相位补偿方法计算量大的问题，从而提出了一种基于Arnoldi的特征向量相位补偿方法。

一种基于Arnoldi的特征向量相位补偿方法具体过程为：

步骤一、取M个目标回波，经过距离维压缩后的第m次目标回波沿距离n分布的复距离像为s(m,n)，对复距离像取模得到目标回波的一维距离像，并利用积累互相关方法进行包络对齐，得到包络对齐后的距离维压缩数据；

其中，0≤m≤(M-1)，0≤n≤(N-1)，M为方位向点数(即目标回波个数)，N为距离向点数；

步骤二、根据包络对齐后的距离维压缩数据求得采样协方差矩阵；

步骤三、利用Arnoldi迭代求解采样协方差矩阵的最大特征值对应的特征向量，提取最大特征值对应的特征向量中各元素的相位信息，利用各元素的相位信息对步骤一中的包络对齐后的距离维压缩数据进行相位补偿，得到相位补偿后的数据；

步骤四、利用距离多普勒(RD)方法对相位补偿后的数据进行ISAR成像；

所述ISAR为逆合成孔径雷达。

本发明的有益效果为：