[发明专利]一种基于超分辨成像的雷达散射截面积测量方法

说明书

本发明公开了一种基于超分辨成像的雷达散射截面积测量方法，涉及雷达测量领域，该方法通过超分辨成像得到高分辨率的图像信息，近而反演得到高精度的RCS测量值，在阵列三维合成孔径雷达系统中，该方法主要包括如下步骤：（1）初始化参数；（2）获取回波数据；（3）三维超分辨成像；（4）提取散射中心；（5）反演得到目标远场RCS；（6）计算目标RCS的真实值。该方法利用虚拟面阵与发射带宽信号参数得到三维成像的传统分辨率，根据需求对目标场景的采样间隔进行设置，对成像场景进行超分辨采样得到高分辨图像，近而反演得到更加精确的RCS。

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达及微波成像技术领域，具体是一种基于超分辨成像的雷达散射截面积测量方法。

背景技术

近年来，对雷达散射截面积(Radar Cross Section，RCS)测量的精度要求越来越高。基于三维成像的RCS测量是近年新兴的一种灵活、高效的测量技术，利用成像技术实现目标与环境分离，大大提高了RCS的测量精度，三维成像的RCS测量可以获得目标散射系数在三维空间中的分布，相比于一维、二维的成像算法，三维成像算法更有利于目标各个部分特征的分别提取，且更有利于消除环境噪声和背景杂波的干扰。但是，基于成像的RCS测量，其成像精度就直接影响RCS的测量精度，而传统成像不可避免存在旁瓣干扰，从而造成RCS的反演会含有一定的误差。为了克服传统成像算法的不足，提高成像分辨率，本发明提出一种基于超分辨成像的雷达散射截面积测量方法，该方法能够提高成像分辨率实现超分辨，得到更加精确的RCS。

发明内容

本发明的目的在于克服传统成像算法分辨率低，无法对目标的RCS进行精确测量的问题，而提供一种基于超分辨成像的雷达散射截面积测量方法，提高成像分辨率，得到高精度的RCS测量结果。

实现本发明目的的技术方案是：

一种基于超分辨成像的雷达散射截面积测量方法，包括如下步骤：

1)初始化测量系统参数：

1-1)将测量中心频率，记作f_c；发射信号频点数，记作N；λ为测量中心频率对应的波长，采用公式λ＝c/f_c计算，其中c为光速；发射信号带宽记为B；天线阵列中心距离目标中心的距离记为R；

1-2)设置天线阵元间隔为d，虚拟阵列X向阵元数目EX_num，Y向阵元数目EY_num，确定EX_num×EY_num的均匀分布虚拟全阵列；

1-3)根据阵元间隔和阵元数目，采用公式L_x＝d*EX_num得到X方向的等效阵列长度，采用公式L_y＝d*EY_num得到Y方向的等效阵列长度；

1-4)待测目标水平方位向分辨率指标，采用公式记作ρ_x；待测目标垂直方位向分辨率指标，采用公式记作ρ_y；待测目标距离向分辨率指标，采用公式记作ρ_z；

1-5)对目标场景进行离散化处理，水平方位向，记为X；垂直方位向，记为Y，距离向，记为Z，X向、Y向和Z向对应的离散点数目分别为N_x、N_y和N_z，根据需求确定超分辨成像需要提高的分辨率倍数a_x，a_y，a_z，由传统分辨率ρ_x，ρ_y，ρ_z来确定每个目标场景坐标轴对应的离散点间距

2)获取回波数据：在二维平面上通过阵元的移动，等效合成二维的平面阵列，每个阵元通过发射步进频信号来获得回波数据；

3)三维超分辨成像

3-1)定义一个大小为N×EX_numEY_num的矩阵M，其元素为在(0，1)范围内均匀分布的随机数，并且筛选出产生的随机数大于0.91的元素，将对应位置置为1；