[发明专利]基于稀疏时频分布的雷达目标高分辨成像方法和装置

权利要求书

1.一种基于稀疏时频分布的雷达目标高分辨成像方法，其特征在于，所述方法包括：

对雷达接收到的目标回波信号进行预处理；其中，预处理过程包括对所述目标回波信号进行离散采样、脉冲压缩和平动补偿；

沿方位维从预处理后的目标回波信号中的第一个距离单元开始，依次选取每个距离单元中的慢时间信号，对于取出的慢时间信号，从第一个采样时刻开始，在每一时刻生成对应的短时信号，计算所述短时信号的自相关函数作为慢时间信号的短时自相关函数；

对所述慢时间信号的短时自相关函数进行交叉项抑制，得到无交叉项的短时自相关函数，根据所述无交叉项的短时自相关函数生成当前时刻的短时瞬时自相关函数向量，并采用傅里叶字典对所述短时瞬时自相关函数向量进行稀疏表示，得到慢时间信号在当前时刻的瞬时稀疏频谱；

整合一个距离单元内慢时间信号在所有时刻的瞬时稀疏频谱，得到该距离单元内慢时间信号的稀疏时频分布，整合所有距离单元内慢时间信号的稀疏时频分布，得到目标的时间-距离-多普勒三维数据矩阵；

沿时间维对所述时间-距离-多普勒三维数据矩阵进行采样，得到目标不同时刻的距离-多普勒图像；

对所述慢时间信号的短时自相关函数进行交叉项抑制，得到无交叉项的短时自相关函数，包括：

对所述慢时间信号的短时自相关函数进行时间变量的傅里叶变换，得到短时信号的模糊函数，并对所述模糊函数中的交叉项进行滤波去除，得到无交叉项的模糊函数，通过对所述无交叉项的模糊函数进行傅里叶逆变换，得到无交叉项的短时自相关函数；

对所述模糊函数中的交叉项进行滤波去除，得到无交叉项的模糊函数，通过对所述无交叉项的模糊函数进行傅里叶逆变换，得到无交叉项的短时自相关函数，包括：

沿着经过模糊域原点的不同斜率的直线对模糊函数的能量进行积累，仅保留积累能量最大的条直线对应方向上的模糊函数数据，得到无交叉项的模糊函数；

通过对所述无交叉项的模糊函数进行傅里叶逆变换，得到无交叉项的短时自相关函数，表示为

；

其中，是方位向慢时间n经过傅里叶变换后的频域变量，L表示信号采样点数，表示虚部单位，表示时延。

2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，沿方位维从预处理后的目标回波信号中的第一个距离单元开始，依次选取每个距离单元中的慢时间信号，包括：

沿方位维从预处理后的目标回波信号中的第一个距离单元开始，依次选取每个距离单元中的慢时间信号，所述慢时间信号的通用形式表示为

；

其中，表示方位向慢时间，表示每个距离单元内散射中心的数量，表示第个散射中心的慢时间信号，和分别表示第个散射中心的散射系数和回波相位，表示虚部单位。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于取出的慢时间信号，从第一个采样时刻开始，在每一时刻生成对应的短时信号，计算所述短时信号的自相关函数作为慢时间信号的短时自相关函数，包括：

对于取出的慢时间信号，从第一个采样时刻开始，在每一时刻选取该时刻前后方各个采样点的数据生成总长为的短时信号，L为偶数；其中，当该时刻前方或后方的信号采样点数不足时，取信号采样点数超过一侧的数据将短时信号的总长度补充至；

计算所述短时信号的自相关函数作为慢时间信号的短时自相关函数，表示为

；

其中，代表慢时间信号的短时自相关函数，表示短时信号，为的共轭，方位向慢时间的间隔为1，时延的间隔为2，和分别表示当前时刻前方和后方的信号采样点数，。

4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述慢时间信号的短时自相关函数进行时间变量的傅里叶变换，得到短时信号的模糊函数，包括：

对慢时间信号的短时自相关函数进行方位向慢时间的傅里叶变换，得到短时信号的模糊函数，表示为

；

其中，是n经过傅里叶变换后的频域变量。