[发明专利]扫描雷达超分辨成像方法

摘要

本发明公开了一种扫描雷达超分辨成像方法，本发明的方法让扫描雷达发射大时宽带宽积信号，通过脉冲压缩技术实现距离向高分辨，然后对方位向信号进行逆滤波处理后，把数据依次投影到频域和小波域，通过设置阈值对变换域系数进行标量收缩，最后将处理后的系数反变换到时域，最终实现扫描雷达的超分辨成像。本发明方法在对方位向数据进行逆滤波后，分别在频域和小波域用不同的阈值进行标量收缩，不仅可以实现方位向信号的超分辨成像处理，而且有效抑制了噪声；并且不采用迭代求解，避免了迭代解卷积算法运算量大，处理结果依赖于迭代次数的问题。

主权项

1.一种扫描雷达超分辨成像方法，具体包括如下步骤：步骤一：回波获取，雷达天线对成像区域进行扫描，按一定脉冲重复频率发射毫米波或者亚毫米波波段线性调频信号并接收回波，所述回波的具体表达式为：S1(t,τ)=σ0h(t-tθ0)rect[τ-2R0/cTr]×exp{jπKr[τ-2R0c]2}×exp{-j4πλR0}+n(t),]]>其中，t为方位时间变量；τ为距离时间变量；σ₀为目标散射系数；h[·]表示方位向窗函数，代表方位向天线方向图函数的调制；为方位角为θ₀的目标对应的方位时刻；rect[·]是距离向窗函数，代表发射信号包络，T_r为窗宽度，R₀为目标距离；c为光速；K_r为发射信号调频率；λ为载波波长；n(t)表示回波生成过程中叠加的噪声；步骤二：距离向脉冲压缩，根据发射信号调频率K_r，距离向参考时间τ_ref，构造距离向脉冲压缩参考信号利用匹配滤波，对步骤一所获取的回波数据进行距离向脉冲压缩，脉压后的数据表示为：S2(t,τ)=σ0h(t-tθ0)sinc{B[τ-2R0c]}×exp{-j4πλR0}+n(t)]]>其中，sinc{·}为距离响应函数，B为发射信号带宽；步骤三：方位向信号逆滤波，对步骤二距离向脉冲压缩后的数据S₂(t,τ)进行取模操作，此时数据可以表示为：S3(t,τ)=|S2(t,τ)|=σ0h(t-tθ0)sinc{B[τ-2R0c]}+|n(t)|]]>则对于某一距离单元，方位向信号可以表示为：S₃(t)=σ₀*h(t)+|n(t)|利用天线方向图h(t)的频域函数H(ω)构造逆算子1/H(ω)，对S₃(t)在频域进行逆滤波，逆滤波后的数据可以表示为：S4(ω)=S3(ω)H(ω)=σ(ω)+N(ω)H(ω)]]>其中，S₃(ω)、σ(ω)和N(ω)分别为方位向信号S₃(t)、目标散射系数σ₀和噪声|n(t)|的频域函数；步骤四：频域标量收缩，根据天线方向图h(t)的频域函数H(ω)，预先设定用于频域标量收缩因子λ^f(ω)；λf(ω)=|H(ω)|2|H(ω)|2+ϵ]]>其中，ε为预先设定的大于0的正则化参数；将步骤三的得到的S₄(ω)与收缩因子λ^f(ω)相乘，处理后的数据表示为把变换回时域，得到频域标量收缩处理后的数据步骤五：小波域标量收缩，利用维纳滤波，预先设定用于小波域标量收缩的因子λ^w(a,b)；λw(a,b)=|wa,b|2|wa,b|2+σa2]]>其中，w_a,b为的小波域系数；为噪声方差；将步骤四频域标量收缩后的数据变换到小波域，变换后的数据表示为W_t(a,b)；将W_t(a,b)与收缩因子λ^w(a,b)相乘，处理后的数据表示为把变换回时域，得到小波域标量收缩后的数据即为最终成像处理结果。