[发明专利]一种资源优化配置的分布式雷达成像方法

权利要求书

1.一种资源优化配置的分布式雷达成像方法，其特征在于，包括：

S1、确定分布式雷达成像几何模型和空间谱信号模型；

S2、基于空间谱信号模型确定最优的发射信号带宽、系统采样点数；步骤S2具体过程为：

将空间谱信号模型表达式，通过恒等变换表示为一系列的空间谱的填充圆形式；

其中，n＝1,2,…,N，表示当前工作频率所对应的信号波长；表示频率采样点，w_s＝1,…,W_S，W_S为采样点数，填充圆的半径由f_m决定，填充圆的圆心由发射机方位角和接收机的方位角决定，不同填充圆之间的交点即为空间谱；

所述空间谱信号模型表达式为：

其中，f_m表示第m个发射机的发射信号载频，f为频率变量，c表示电磁波的传播速度；

在不同发射信号件不发生混叠的情况下，基于上述空间谱的填充圆形式，定义空间谱等效外接矩形面积：

通过求解空间谱等效外接矩形面积最大值，得到最优的发射信号的带宽B、最优的系统采样点数W_S及收发雷达数量；所述收发雷达数量为：发射机个数M，接收机个数N；

S3、根据步骤S2得到的最优的发射信号带宽与系统采样点数，重新产生系统回波矩阵和系统观测矩阵；

S4、通过对步骤S3重新生成的系统观测矩阵进行截断奇异值分解处理，得到目标散射系数；

S5、根据步骤S4中的目标散射系数实现场景内目标的反演成像。

2.根据权利要求1所述的一种资源优化配置的分布式雷达成像方法，其特征在于，步骤S1所述的雷达成像几何模型为：M个发射机，N个接收机，第m个发射机的位置为第n个接收机的位置为目标散射点的位置为

其中，m＝1,2,…,M，r_m表示第m个发射机到球坐标系原点的距离，θ_m表示第m个发射机在球坐标系中的俯仰角，表示第m个发射机在球坐标系中的方位角，r_n表示第n个接收机到球坐标系原点的距离，θ_n表示第n个接收机在球坐标系中的俯仰角，表示第n个接收机在球坐标系中的方位角，r表示目标散射点到球坐标系原点的距离，θ表示目标散射点在球坐标系中的俯仰角，表示目标散射点在球坐标系中的方位角。

3.根据权利要求2所述的一种资源优化配置的分布式雷达成像方法，其特征在于，所述最优的发射信号的带宽B、最优的系统采样点数W_S及收发雷达数量的计算式为：

当观测矩阵最接近于方阵时，根据下式得到最优的系统采样点数W_S；

其中，ceil(·)表示向上取整，R表示成像场景划分的行数，L表示成像场景划分的列数。

4.根据权利要求3所述的一种资源优化配置的分布式雷达成像方法，其特征在于，步骤S4所述目标散射系数的计算过程为：

对步骤S3重新产生的系统观测矩阵进行奇异值分解：

其中，λ_i表示步骤S3重新产生的系统观测矩阵的奇异值，i＝1，2，...，Q，U为酉矩阵，V为酉矩阵，U＝(u₁,u₂,...u_Q)，V＝(v₁,v₂,...v_Q)，且满足UU^T＝VV^T＝I_Q，I_Q为Q阶单位矩阵，D是由矩阵H的奇异值降序排列的对角矩阵，D＝diag(λ₁,λ₂,...λ_Q)，上标T表示转置；

从Q个奇异值中选取最大的K个奇异值作为截断奇异值参数，根据选出的K个奇异值与步骤S3重新产生的系统回波矩阵，计算目标散射系数：

其中，Σ⁺表示Σ的广义逆，ε表示信号传播过程中产生的噪声，σ表示目标散射系数的真实值。