[发明专利]基于互质双通道降采样的逆合成孔径雷达成像方法及系统

权利要求书

1.一种基于互质双通道降采样的逆合成孔径雷达成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、利用互质双通道ADC采样组合对逆合成孔径雷达回波进行降采样；

步骤2、基于降采样数据进行重构，获得稀疏重构的距离像向量S，进而获得二维ISAR像；

步骤2.1、建立基于加权的距离像压缩感知模型及优化函数：

所述基于加权的距离像压缩感知模型为：

min(||WS||₁)，subject to||s_f12-ΨS||≤ξ；

其中，W表示对角权值阵；ξ为噪声电平；s_f12为互质双通道ADC采样组合的降维观测信号向量；Ψ为整个场景下互质双通道ADC采样组合的字典矩阵；

所述优化函数为：

其中，为稀疏重构的距离像向量估计值，μ为稀疏约束系数；

步骤2.2、求解优化函数的Hessian矩阵和共轭梯度函数，基于加权l₁范数最小化方法，获得稀疏重构的距离像向量S；

步骤2.21、求解优化函数的初始Hessian矩阵H(S⁰)：

H(S⁰)＝2(Ψ)^HΨ+μU(S⁰)W⁰

其中，W⁰为初始对角权值阵，2≤i≤NM，其中N为奈奎斯特采样下每列距离像的点数，M为方位向点数；S⁰为粗距离像向量，通过将互质双通道ADC采样组合的降维观测信号矩阵进行逆傅里叶变换得到粗距离像矩阵，并将粗距离像矩阵按列进行向量化得到；分别为S⁰中的第1个、第2个直至第i个元素；τ为正数；(Ψ)^H为Ψ的共轭转置；

步骤2.22、基于初始Hessian矩阵H(S⁰)，得到优化函数的初始共轭梯度函数▽J(S⁰)；

▽J(S⁰)＝-2(Ψ)^Hs_f12+H(S⁰)S；

步骤2.23、基于初始共轭梯度函数，使得共轭梯度函数为0时，获得稀疏重构的距离像向量估计值

步骤2.24、基于判断标准，判断稀疏重构的距离像向量估计值是否满足要求，若是，令稀疏重构的距离像向量S等于稀疏重构的距离像向量估计值将稀疏重构的距离像向量按照对应的回波顺序排列成矩阵，得到稀疏重构的高分辨距离像，计算二维ISAR像，否则，进行迭代，返回步骤2.21，将步骤2.21中Hessian矩阵的距离像向量更新为步骤2.23获得的稀疏重构的距离像向量估计值直至稀疏重构的距离像向量估计值满足要求。

2.根据权利要求1所述的基于互质双通道降采样的逆合成孔径雷达成像方法，其特征在于，步骤2.1中，互质双通道ADC采样组合的降维观测信号向量s_f12、整个场景下互质双通道ADC采样组合的字典矩阵Ψ通过下述过程确定：

根据互质双通道ADC采样组合中第一通道的降采样雷达回波数据s_t1，计算第一通道的频域脉压数据s_f1；根据互质双通道ADC采样组合中第二通道的降采样雷达回波数据s_t2，计算第二通道的频域脉压数据s_f2；将s_f1和s_f2，按照采样时间的前后，排列在一个矩阵中，矩阵的行向表示距离向，矩阵的列向表示方位向，将矩阵按列向量化，获得互质双通道ADC采样组合的降维观测信号向量s_f12；

整个场景下互质双通道ADC采样组合的字典矩阵Ψ：

其中，F₁₂为每列距离像的字典矩阵，F₁₂＝U₁₂F，U₁₂为互质双通道ADC采样组合的观测矩阵，通过将互质双通道ADC采样组合中第一通道的观测矩阵U₁和第二通道的观测矩阵U₂的每一行，按照采样时间的前后，排列在一个矩阵中获得；F为傅里叶基矩阵。