[发明专利]基于二维编码和频域稀疏阵列合成孔径雷达三维成像方法

摘要

本发明提供了一种基于二维编码和频域稀疏阵列合成孔径雷达三维成像方法，其包括：引入MURA正反编码调制回波信号；对回波信号在距离向频域稀疏采样条件下直接进行三维成像；以其中一幅复图像相位作为参考相位，干涉处理去除散射单元随机初始相位；建立回波信号‑SAR复图像‑频域系数之间的关系式；采用基于l₁范数的最优化方法，对所建立的回波信号‑SAR复图像‑频域系数之间的关系式进行求解，并反变换至空间域获得目标场景的三维复图像；在频域也可采用低通滤波处理，反变换至空间域获得目标场景的三维图像。所述三维成像方法，可有效解决稀疏阵列孔径综合方法带来的重复频率高、数据冗余量大和运动补偿等问题。

主权项

1.一种基于二维编码和频域稀疏阵列合成孔径雷达三维成像方法，包括：步骤S1、稀疏阵列合成孔径雷达各子阵发射频分信号，引入MURA正反编码对稀疏阵列合成孔径雷达在合成孔径时间内形成的等效相位中心各子带回波信号进行MURA正反编码随机调制；步骤S2、对经MURA正反编码调制后的各子带回波信号在距离向频域稀疏采样条件下直接对目标进行三维成像，获得正反编码对应的目标场景的两幅三维复图像；步骤S3、以其中一幅三维复图像相位作为参考相位，对另外一幅复图像进行干涉处理去除散射单元随机初始相位，使目标场景的图像三维频谱稀疏化并压缩至低频段；步骤S4、在频域引入压缩感知理论，建立回波信号‑SAR复图像‑频域系数之间的关系式，所述关系式为：s＝HΦPΨβ    (1)其中，s为调制后的回波信号经过顺轨向‑交轨向二维成像后的信号矩阵，H为稀疏阵列构成的选择矩阵，Φ为信号获取的测量矩阵，P为参考相位构成的对角矩阵，Ψ为傅里叶变换基，β为去除散射单元随机初始相位的待恢复图像在频域的系数向量；步骤S5、采用基于l1范数的最优化方法，对所建立的回波信号‑SAR复图像‑频域系数之间的关系式进行求解，获得去除散射单元随机初始相位的待恢复图像在变换基Ψ下的系数向量β，并反变换至空间域获得目标场景的三维复图像；其中，l1范数的最优化准则为：其中，ε为测量噪声。