[发明专利]一种稀疏孔径雷达图像二维联合重构方法

权利要求书

1.一种稀疏孔径雷达图像二维联合重构方法，其特征在于，包括：

步骤S1:构建ISAR成像模型，所述ISAR成像模型适于获取目标回波、基于目标回波获取M×N的慢时间维距离像序列矩阵S，所述ISAR成像模型还适于对所述慢时间维距离像序列矩阵S进行傅里叶变换以获取目标的初始二维ISAR图像矩阵S_2D；其中，S＝ψS_2D，ψ为M×M的逆傅里叶变换矩阵，S＝[s₀,s₁,…，s_M-1]^T，s_m为1×N的距离像序列，0≤m＜M；

步骤S2:构建单极化随机稀疏孔径模型，所述随机稀疏孔径模型适于对所述初始二维ISAR图像矩阵S_2D进行稀疏选取，以得到Q×N的稀疏孔径测量信号矩阵S_f，S_f＝PS＝PψS_2D＝ΦS_2D，Φ＝Pψ为感知矩阵，P为抽取矩阵；

步骤S3:采用2D-OMP方法依据稀疏孔径测量信号矩阵S_f进行稀疏重构，以输出ISAR重构图像矩阵。

2.根据权利要求1所述的稀疏孔径雷达图像二维联合重构方法，其特征在于，基于目标回波获取M×N的慢时间维距离像序列矩阵S的步骤包括：对目标回波依次进行Dechirp处理以及逆傅里叶变换后得到对应t_m时刻的目标回波的一维距离像序列；若干个不同时刻的一维距离像序列组合起来构成目标的慢时间-距离像矩阵；对所述慢时间-距离像矩阵进行包络对齐与相位校正，将处理后的慢时间-距离像矩阵记为M×N的矩阵S，得到了M×N的慢时间维距离像序列矩阵S。

3.根据权利要求1所述的稀疏孔径雷达图像二维联合重构方法，其特征在于，雷达发射的信号为线性调频信号，表示为：其中，f₀为线性调频信号的信号载频，k为调频斜率，为快时间变量，T为线性调频信号的脉冲宽度，k＝B/T，B为线性调频信号的信号带宽；t_m为慢时间变量，t_m＝mT_d，T_d为线性调频信号的脉冲重复间隔，m为脉冲序号，0≤m＜M，M为成像观测总脉冲数，M为整数，m为大于等于0且小于M的整数；t为全时间，满足0≤t≤T_A，T_A为总成像观测时间，T_A＝M*T_d。

4.根据权利要求3所述的稀疏孔径雷达图像二维联合重构方法，其特征在于，

雷达发射的信号被目标反射之后的目标回波表示为:

其中，A_i为目标回波的回波幅度，c为电磁波传播速率,j为虚数单位,雷达采样率为f_s，雷达在单个脉冲内的采样点数N表示为N＝f_sT；R_i(t_m)为t_m时刻第i个散射点P(x_i,y_i)与雷达之间的距离。

5.根据权利要求1所述的稀疏孔径雷达图像二维联合重构方法，其特征在于，采用2D-OMP方法依据稀疏孔径测量信号矩阵S_f进行稀疏重构的步骤包括：

步骤S31：残差矩阵R_l的初始化量R_o＝S_f，索引集Λ_l的初始化集设置步骤S31的循环计数l＝0；

步骤S32：获取感知矩阵Φ和残差矩阵R_l的最大相关元素，获取abs(Φ^HR_l)中最大元素所对应的坐标(p,q)，p为最大元素所在行，q为最大元素所在列；并更新索引集Λ_l＝Λ_l-1∩{(p,q)}；

步骤S33：更新稀疏解稀疏解中的非零元素的位置由索引集Λ_l决定，散射系数Γ由下列方法得到：令为索引集Λ_l中所有列序号满足q＝q_m元素按顺序组成的子集合；其中，q_m为Λ_l中所有相异的列元素；

其中为Φ中由的行元素索引得到的矩阵，为S_f中由q_m索引的矩阵；

步骤S34：更新残差矩阵如果l≤L，则返回步骤S32，否则重构结束，输出重构图像