[发明专利]一种太赫兹雷达超高分辨成像方法

权利要求书

1.一种太赫兹雷达超高分辨成像方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、使用太赫兹雷达系统对需要成像的目标进行CSAR数据采集，并将采集的原始数据处理为一个矩阵，矩阵的行数为快时间采样数的两倍，前一半行用于存储快时间回波信号的实部，后一半行用于存储快时间回波信号的虚部，矩阵的列为慢时间采样数；从矩阵中截取一个圆周孔径对应的慢时间数，获得截取的矩阵，慢时间数M根据雷达系统旋转的角速度ω和雷达系统的脉冲重复频率PRF计算得到：

从截取的矩阵中截取表示快时间回波信号实部的行，并对每一矩阵单元加上对应回波信号的虚部，使截取的矩阵行表示快时间回波复信号，获得用于雷达成像的回波数据；

S2、利用回波数据划分子孔径，找到圆周孔径中包含强散射能量的角度，具体包括：

S21、令I(θ，n)和Q(θ，n)分别表示回波信号的实部与虚部，θ表示慢时间方位角度，n表示快时间采样，1≤n≤N，N为快时间采样数即行数，目标散射能量与角度的函数为：

计算目标散射能量函数的包络：

PHE(θ)＝Interp{LMV[PH(θ)]}

其中，LMV[·]表示提取局部极大值操作，Interp[·]表示插值操作；

计算强散射能量门限：

其中，a表示强散射能量门限与平均散射能量的倍率；

获得圆周孔径中包含强散射能量的角度：创建一个可变长数组indivisible来存储强散射能量的角度，遍历PHE(θ)，如果PHE(θ)＞ET，则：

indivisible(ii)＝θ

其中ii表示数组中的下标；

S3、基于步骤S1截取的矩阵，根据慢时间的相邻互相关系数划分子孔径区间，具体包括：

S31、依次计算每个角度与相邻角度的互相关系数：

其中，X、Y分别为截取的矩阵中相邻的两个列，Cov(X，Y)为X、Y的协方差，Var[X]为X的方差，Var[Y]为Y的方差，

S32、计算每个角度与相邻角度互相关系数的平均值作为函数值：

对于一个圆周孔径的CSAR回波数据，第一个慢时间和最后一个慢时间视为相邻；

S33、对目标互相关系数函数求相邻平均：

其中2×long+1表示求相邻平均的区间长度；

S34、计算目标互相关系数函数的包络：

MuE(θ)＝Interp{LMV[Mu(θ)]}

其中LMV[·]表示提取局部极大值操作，Interp[·]表示插值操作；

S35、搜索适合作为子孔径边界点的角度：

[xPeakMin1，yPeakMin1]＝GetPeakMin(MuE)；

[xPeakMin2，yPeakMin2]＝GetPeakMin(yPeakMin1)；

thetaMin＝xPeakMin1(xPeakMin2)；

其中[A，B]＝GetPeakMin(C)表示一个从函数C中分别找到极小值的横坐标数组A和纵坐标数组B的方法；xPeakMin1，yPeakMin1分别表示函数MuE极小值的横纵坐标数组，xPeakMin2，yPeakMin2分别表示纵坐标数组yPeakMin1中极小值的序号数组和纵坐标数组，thetaMin表示对函数MuE极小值再取极小值的横坐标数组；

S36、划分子孔径区间：以数组thetaMin的元素作为划分子孔径的边界点，将圆周孔径划分为多个子孔径区间，得到子孔径区间左边界数组thetal以及子孔径区间右边界数组thetar；

S4、根据步骤S2中获得的圆周孔径中包含强散射能量的角度，从步骤S3划分出的子孔径区间中标记出三类子孔径区间：如果子孔径区间中包含强散射能量角度则该区间为第一类子孔径区间，如果子孔径区间位于两个第一类子孔径区间之间并且左右第一类子孔径区间之间的间隔小于子孔径宽度门限则中间的这些子孔径区间为第二类窄子孔径区间，其余子孔径区间为第三类子孔径区间；所述子孔径宽度门限为预设值；

S5、对第一类子孔径区间拓宽得到第一类成像子孔径；

S6、对第三类子孔径区间拓宽得到第二类成像子孔径；

S7、对得到的两类成像子孔径采用基于GLRT成像方法非相关联合成像的方式融合子孔径图像成像，获得超高分辨成像结果。