[发明专利]一种基于改进全变差的扫描雷达超分辨成像方法

权利要求书

1.一种基于改进全变差的扫描雷达超分辨成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、发射线性调频信号，接收回波信号，对所述回波信号进行脉冲压缩和距离走动校正处理；包括：

发射线性调频信号，经过下变频处理，接收回波信号

其中，x₀表示场景中点目标的散射系数，w(t)表示天线方位图函数调制，rect(·)表示矩形窗函数，τ表示距离向时间采样向量，t表示方位向时间采样向量，T_p表示发射信号的脉冲时宽，λ表示载频波长，R(t)表示目标的距离历史，c表示电磁波传播速度，γ表示线性调频率，n(τ,t)表示加性高斯白噪声；

目标的历史距离为其中，R₀表示目标起始距离，v表示机载平台运动速度，θ₀表示目标空间方位角；

将回波信号y₁(τ,t)与脉冲压缩函数进行最大自相关运算，实现对回波信号的距离向脉冲压缩，得到回波信号

将回波信号进行尺度变换，得到距离走动校正后的回波信号

S2、将脉冲压缩和距离走动校正后的回波信号转换为由目标散射系数和天线测量矩阵构成的卷积形式；

S3、对所述天线测量矩阵进行截断奇异值分解处理，确定截断参数，得到截断奇异值分解结果；

S4、构建目标函数；

S5、采用迭代重加权范数方法求解目标函数，得到目标函数的最优解，输出超分辨结果。

2.如权利要求1所述的基于改进全变差的扫描雷达超分辨成像方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

将脉冲压缩和距离走动校正后的回波信号转换为卷积形式

y＝Hx+n

其中，y＝[y(1,1) y(1,2) … y(1,N) … y(M,N)]^T表示回波，x＝[x(1,1) x(1,2) …x(1,N) … x(M,N)]^T表示目标散射系数，n＝[n(1,1) n(1,2) … n(1,N) … n(M,N)]^T表示噪声，T表示转置运算，M和N分别表示距离向和方位向采样点数，H表示由天线方向图构成的天线测量矩阵，表示为

其中，[h_-l … h₀ … h_l]表示天线方向图函数w(t)的采样，采样点数为F。

3.如权利要求2所述的基于改进全变差的扫描雷达超分辨成像方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

对所述天线测量矩阵进行奇异值分解

其中，U＝(u₁,u₂,...,u_MN)和V＝(v₁,v₂,...,v_MN)分别表示大小为MN×MN的酉矩阵，Σ＝diag(σ₁,σ₂，…,σ_MN)，σ_i表示H的第i个奇异值，满足σ₁＞σ₂＞σ_i＞...＞σ_MN；

得到所述天线测量矩阵的逆

通过广义交叉验证函数选择截断函数k，得到通过截断后的天线测量矩阵

进行求逆运算，得到截断奇异值分解后的目标散射系数估计

x_k＝H_k^-1y＝H_k^-1Hx+H_k^-1n。

4.如权利要求3所述的基于改进全变差的扫描雷达超分辨成像方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过广义交叉验证函数选择截断函数k的步骤包括：

其中，满足I表示单位阵，trace(·)表示矩阵的对角线元素之和。