[发明专利]一种存在阵元幅相误差时的微波关联成像方法

摘要

本发明提供一种存在阵元幅相误差时的微波关联成像方法。技术方案包括以下步骤：第一步：接收雷达回波，设微波关联成像系统包括N个发射阵元和1个接收阵元，发射阵元同时发射一组相互独立的发射信号；第二步：划分网格，对成像区域进行均匀网格划分，网格大小由成像分辨率决定；第三步：推演辐射场，利用迭代方法计算辐射场参考信号；第四步：目标重构，上述迭代结计算目标散射系数矢量；第五步：估计幅相误差；第六步：如果迭代结果满足要求，利用目标散射系数矢量进行成像。本发明在存在幅相误差时可以对目标进行高精度成像。

主权项

1.一种存在阵元幅相误差时的微波关联成像方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：接收雷达回波：设微波关联成像系统包括N个发射阵元和1个接收阵元，发射阵元在t时刻同时发射一组相互独立的发射信号S_n(t)，n＝1,2,L,N；每个发射信号S_n(t)在时域上独立分布，接收阵元接收的目标散射回波y(t)；从y(t)中均匀抽取M个数据获得离散序列得到目标散射回波矢量其中为时间采样点，N和M的取值根据实际情况确定；第二步：划分网格：对成像区域进行均匀网格划分，设在方位向和距离向上的网格数分别为K_x、K_y，总的网格数为K＝K_x×K_y，网格大小由成像分辨率决定；各网格中心的位置矢量构成集合初始化，即令迭代次数i＝1，幅度误差初始值a⁰＝[1,L,1]^T，相位误差初始值第三步：推演辐射场设第i‑1次迭代计算的幅度误差矢量为第i‑1次迭代计算的相位误差矢量为利用公式一计算第i次迭代第k个网格中心t_m时刻对应的辐射场参考信号其中，和分别为第i‑1次迭代得到的第n个发射阵元与接收阵元之间的幅度误差和相位误差，和分别为第n个发射阵元和接收阵元的位置矢量，表示矢量和之间的欧氏距离，表示矢量和之间的欧氏距离，c为电磁波的传播速度；则第i次迭代的参考信号矩阵即：第四步：目标重构：利用下式计算第i次迭代的目标散射系数矢量上式中，x表示待求解的目标散射系数矢量，‖‖2表示2范数，||||1表示1范数；λ是正则化参数，根据实际情况确定；第五步：估计幅相误差利用下式计算第i次迭代的代价函数fi：通过牛顿法，利用公式五和公式六分别求解第i次迭代的幅度误差矢量aⁱ和相位误差矢量和分别表示第i次迭代的代价函数对幅度误差求解的梯度和Hessian矩阵，和分别表示第i次迭代的代价函数对相位误差求解的梯度和Hessian矩阵；第六步：判断收敛如果i>1并且小于设定的阈值η，或迭代次数i达到最大迭代次数，则迭代结束，利用第i次迭代的目标散射系数矢量进行成像，得到成像结果；否则令i＝i+1，返回第三步。