[发明专利]一种基于最大后验的扫描雷达角超分辨成像方法

权利要求书

1.一种基于最大后验的扫描雷达角超分辨成像方法，其特征在于，包括：

S1、通过实波束扫描雷达发射线性调频信号，获取被照射区域的二维回波信号；

S2、通过脉冲压缩技术和距离走动校正技术实现距离向的高分辨；

S3、将扫描雷达方位向回波转化为雷达天线方向图与目标散射系数的卷积形式；采用最大后验概率的卷积反演方法实现雷达角超分辨成像；所述步骤S3具体为：

S31、将步骤S2得到的回波信号转化为雷达天线方向图与目标散射系数的卷积形式；

S32、根据贝叶斯准则，得到步骤S31卷积形式的后验概率；

S33、根据最大后验概率准则，对后验概率进行递归迭代运算，得到最佳后验解的迭代表达式；

x^(k+1)＝(A^HA+(η²)^(k+1)G^(k))^-1A^Hs

其中，G^(k)表示第k次迭代的矩阵G，s表示回波信号，且s是一个NM×1维的向量；A为天线的方向图函数构造的卷积矩阵，且A是一个NM×NL维的矩阵；x为目标散射系数，且x是一个NL×1维的向量；x^(k+1)表示第k+1迭代得到的目标散射系数；η²为噪声功率；(η²)^(k+1)表示第k+1迭代得到的噪声功率；k表示迭代次数；N表示距离向离散化点数；M表示方位向离散化点数；L为方位向成像区域的离散采样点数；(·)^H表示共轭转置运算；(·)^-1表示矩阵求逆运算；表示向量二范数的平方；

S34、根据最小二乘估计得到x的初值；根据最大似然估计得到η²的初值；

S35、根据当前的η²的值，由公式x^(k+1)＝(A^HA+(η²)^(k+1)G^(k))^-1A^Hs，计算得到x的新估计值；若k＜K，则执行步骤S36；否则停止迭代，输出当前的x的值，转至步骤S37；

其中，K表示设定的迭代阈值；

S36、根据当前的x的值，由公式得到更新后的η²的值；若k＜K，则执行步骤S35；否则停止迭代，输出当前的η²值，转至步骤S37；

S37、根据迭代结果x的值与η²的值实现实波束扫描雷达角超分辨成像。

2.根据权利要求1所述的一种基于最大后验的扫描雷达角超分辨成像方法，其特征在于，步骤S1的二维回波信号为：

其中，R(t)表示目标到雷达之间的斜距历史，σ(x,y)表示位于点(x,y)处的目标散射系数；θ表示目标方位角变量；w_a(·)表示天线方向图函数；Ω为整个的成像区域；rect(·)表示单位方波信号，K_r为线性调频信号的调频斜率，c表示光速；f₀表示载频；n₁(θ,τ)表示接收回波中的噪声；T_β为波束扫描驻留时间。

3.根据权利要求1所述的一种基于最大后验的扫描雷达角超分辨成像方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

S21、构造距离向脉压参考信号；

S22、将步骤S1得到的回波信号在距离向进行FFT变换到频域，并与距离向脉压参考信号的频谱相乘，然后再进行IFFT反变换到二维时域中；

S23、判断步骤S22得到的回波信号，在一个波束扫描驻留时间内距离走动量是否小于或等于距离分辨单元；若是，则执行步骤S3；否则，执行步骤S24；

S24、对步骤S22得到的回波信号进行尺度变换，在频域上乘以相位补偿因子，最后再进行距离向上的反变换得到回波的时域函数。

4.根据权利要求3所述的一种基于最大后验的扫描雷达角超分辨成像方法，其特征在于，经步骤S2得到的回波信号为：

其中，R(t)表示目标到雷达之间的斜距历史，R₀表示作用距离，σ(x,y)表示位于点(x,y)处的目标散射系数；θ表示目标方位角变量；w_a(·)表示天线方向图函数；sinc(·)为距离脉压响应函数；Ω为整个的成像区域；c表示光速；n₃(θ,τ)是n₂(θ,τ)进行距离走动校正后引入系统的噪声；n₂(θ,τ)是n₁(θ,τ)进行脉冲压缩后引入系统的噪声；n₁(θ,τ)表示接收回波中的噪声；T_β为波束扫描驻留时间。