[发明专利]一种变分辨率雷达成像方法

权利要求书

1.一种变分辨率雷达成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，提出变分辨率合成孔径雷达成像方法，将原始场景划分为多个子场景，并基于传统合成孔径雷达成像方法中方位向分辨率和合成孔径长度之间的关系，得到每个子场景的合成孔径长度及合成孔径位置；

步骤2，根据每个孔径处需要照射的方位跨度得到每个孔径采样所需的最低脉冲重复周期，从而降低回波数据存储，增加斜距向条带宽度；

步骤3，根据场景散射幅值分布定义场景信息量；

步骤4，基于信息论定义场景与合成孔径雷达图像之间的互信息；

步骤5，基于最大互信息原则，根据所述场景信息量及所述场景与所得合成孔径雷达图像之间的互信息，计算原始场景与所得合成孔径雷达之间的互信息，构建变分辨率合成孔径雷达成像优化问题的数学模型；

步骤6，构建所述优化问题模型的等价数学模型，并在最低信噪比和优先正侧视的限制条件下，通过优化所述每个子场景的合成孔径长度，使所述原始场景合成孔径雷达之间的互信息达到最大，从而最大化地获取和表征场景信息。

2.根据权利要求1所述的一种变分辨率雷达成像方法，其特征在于：

其中，步骤1中，根据传统合成孔径雷达成像方法中方位向分辨率和合成孔径长度之间的关系得到某一场景下的合成孔径长度，公式为：

δ_a表示方位向分辨率，L表示合成孔径长度，R₀表示参考斜距，λ表示波长。若成像场景被划分为M个子场景，不同子场景分配不同的方位向分辨率，则对应生成不同的合成孔径长度及合成孔径位置，再将每个子孔径空间叠加生成总合成孔径，公式为：

X_m表示第m个子场景的方位中心坐标，L_m表示第m个子场景的合成孔径长度。

3.根据权利要求1所述的一种变分辨率雷达成像方法与系统，其特征在于：

其中，步骤2中，根据每个孔径处需要照射的方位跨度来计算最低所需的脉冲重复周期，公式为：

n表示当前孔径所照射的方位子场景个数，V表示雷达平台运动速度，r_x表示一个子场景的方位边长，PRF_n表示当前孔径采样所选取的脉冲重复周期。变脉冲重复周期的方法可减小回波数据存储，提高信号处理效率，增加斜距向条幅宽度。

4.根据权利要求1所述的一种变分辨率雷达成像方法，其特征在于：

其中，步骤3中，假设原始场景服从广义平稳高斯分布，并对场景进行网格划分，场景在方位向被划分为N_a个空间分辨单元，在斜距向被划分为N_r个空间分辨单元。基于信息论，在波数域内定义场景信息量，公式为：

S_a(u,v)表示场景散射幅值的协方差谱，e是自然常数，A表示场景在波数域内的散射幅值分布，H_e[A]表示场景在波数域内的信息量。

5.根据权利要求1所述的一种变分辨率雷达成像方法，其特征在于：

其中，步骤4中，基于信息论，定义场景与所得合成孔径雷达图像之间的互信息，公式为：

S_n(u,v)表示系统噪声的协方差谱，H(u，v)表示成像系统函数，B表示所得合成孔径雷达图像。