一種寬帶多波段成像的相參處理方法
【專利摘要】本發明屬于目標特性與目標識別【技術領域】，具體涉及一種寬帶多波段成像的相參處理方法。該方法包括如下步驟：對兩個雷達分別測得的同一目標的兩個不同頻帶數據分別進行建模外推處理，得到頻率范圍一致的頻率響應數據；對外推后的寬帶數據進行成像處理，提取兩組距離像的散射中心位置信息；分別求取相應散射中心的位置差，最后得到平均的位置差，進而得到線性相位誤差估計；按順序求得兩組散射中心的幅度誤差，得到幅度誤差的估計；對某頻帶外推后數據進行線性相位誤差和幅度誤差的補償，并重新提取補償后的散射中心位置、幅度、相位信息；按順序求得兩組散射中心的相位差，得到固定相位誤差。該方法具有較小的計算量和較高的估計精度。
【專利說明】一種寬帶多波段成像的相參處理方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于目標特性與目標識別【技術領域】，具體涉及一種寬帶多波段成像的相參處理方法。
【背景技術】
[0002]對不同波段寬帶雷達進行數據融合能夠獲得更大帶寬的數據，從而獲得更好的距離分辨率。在進行數據融合處理之前，對不同波段數據進行相參處理是該項技術的關鍵。在寬帶多波段雷達成像技術中，相參處理是信號融合的前提和關鍵。從目前公開的文獻資料來看，相參處理一般是建立非線性的目標函數，然后使用極大似然估計、非線性最小二乘或是各種非線性優化算法來估計幅相補償參數，一般需要定義相干函數，然后進行多維優化求解，但是采用優化方法求解最優值易陷入局部極小值而難以得到滿意的結果；也有文獻提出了基于空間譜估計的幅相補償方法、利用外推數據相關性求取線性相移的方法、基于頻域建模和極點相干處理的方法，但是這些方法在處理中簡化了幅度誤差，而且計算量也較大。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于針對寬帶多波段雷達信號層融合中的相參處理問題，提出了一種基于頻率外推和散射中心提取的寬帶多波段成像的相參處理方法，以克服現有技術存在的上述不足。
[0004]為達到上述目的，本發明所采取的技術方案為:
[0005]一種寬帶多波段成像的相參處理方法，該方法包括如下步驟:`[0006]步驟一:對兩個雷達分別測得的同一目標的兩個不同頻帶數據分別進行建模外推處理,得到頻率范圍一致的頻率響應數據；
[0007]步驟二:對外推后的寬帶數據進行成像處理，提取兩組距離像的散射中心位置信息；
[0008]步驟三:得到散射中心位置信息后，分別求取相應散射中心的位置差，最后得到平均的位置差，進而得到線性相位誤差估計；
[0009]步驟四:按順序求得兩組散射中心的幅度誤差，得到幅度誤差的估計；
[0010]步驟五:對某頻帶外推后數據進行線性相位誤差和幅度誤差的補償，并重新提取補償后的散射中心位置、幅度、相位信息；按順序求得兩組散射中心的相位差，得到固定相位誤差。
[0011]所述步驟一的實現方法如下:分別對兩個頻帶數據進行建模，建立衰減值數和(DE)模型:
M
[0012]xDE(n) = Kpi



(8)
[0013]其中，M為模型階數，dm和pm分別為模型的幅度和極點參數，η為雷達測得的數據總數；假設頻帶I的數據為X1，數據量為N1，頻帶2的數據為X2量，數據量為N2，缺失頻帶的數據量為NL，則頻帶I和頻帶2分別外推后得到的數據為Hi1和m2，其量皆為N = NjNfNL。
[0014]所述模型參數dm和pm通過MUSIC方法估計，并進行頻率響應的外推。
[0015]所述步驟二的實現方法如下:對兩個頻段外推后的數據分別進行成像處理，得到各自的一維距離像HRRPl和HRRP2，然后分別提取目標散射中心，得到兩組散射中心的位置、幅度和相位信息
[0016]位置信息:[Sr11,Sr12......Srip], [Sr21, Sr22......Sr2p]
[0017]幅度信息:[SAm11,SAm12......SAmip], [SAm21, SAm22......SAm2p]
[0018]相位信息:[SAg11,SAg12......SAgip], [SAg21, SAg22......SAg2p]。
[0019]所述提取目標散射中心的方法為門限-峰值搜索方法，具體方法為:搜索一維距離像的最大散射中心幅度SAmax，然后設定目標支撐區提取門限Ma，得到目標支撐區，再對目標支撐區進行峰值搜索，得到各個散射中心的位置[Sr1, Sr2……Srp]，其中P為提取的散射中心數量。
[0020]所述步驟三的實現方法如下:得到散射中心位置信息后，分別求取相應散射中心的位置差，最后得到平均的位置差:
[0021]
【權利要求】
1.一種寬帶多波段成像的相參處理方法，其特征在于:該方法包括如下步驟: 步驟一:對兩個雷達分別測得的同一目標的兩個不同頻帶數據分別進行建模外推處理，得到頻率范圍一致的頻率響應數據； 步驟二:對外推后的寬帶數據進行成像處理，提取兩組距離像的散射中心位置信息；步驟三:得到散射中心位置信息后，分別求取相應散射中心的位置差，最后得到平均的位置差，進而得到線性相位誤差估計； 步驟四:按順序求得兩組散射中心的幅度誤差，得到幅度誤差的估計； 步驟五:對某頻帶外推后數據進行線性相位誤差和幅度誤差的補償，并重新提取補償后的散射中心位置、幅度、相位信息；按順序求得兩組散射中心的相位差，得到固定相位誤差。
2.根據權利要求1所述的寬帶多波段成像的相參處理方法，其特征在于:所述步驟一的實現方法如下:分別對兩個頻帶數據進行建模，建立衰減值數和(DE)模型:
3.根據權利要求2所述的寬帶多波段成像的相參處理方法，其特征在于:所述模型參數dm和Pm通過MUSIC方法估計，并進行頻率響應的外推。
4.根據權利要求1所述的寬帶多波段成像的相參處理方法，其特征在于:所述步驟二的實現方法如下:對兩個頻段外推后的數據分別進行成像處理，得到各自的一維距離像HRRPl和HRRP2，然后分別提取目標散射中心，得到兩組散射中心的位置、幅度和相位信息 位置信息:[Sr11, Sr12......Sr1P], [Sr21, Sr22......Sr2p] 幅度信息:[SAm11, SAm12......SAmip]，[SAm21, SAm22......SAm2p] 相位信息:[SAg11, SAg12......SAgip], [SAg21, SAg22......SAg2p]。
5.根據權利要求4所述的寬帶多波段成像的相參處理方法，其特征在于:所述提取目標散射中心的方法為門限-峰值搜索方法，具體方法為:搜索一維距離像的最大散射中心幅度SAmax，然后設定目標支撐區提取門限Ma，得到目標支撐區，再對目標支撐區進行峰值搜索，得到各個散射中心的位置[Sr1, Sr2……Srp]，其中P為提取的散射中心數量。
6.根據權利要求1所述的寬帶多波段成像的相參處理方法，其特征在于:所述步驟三的實現方法如下:得到散射中心位置信息后，分別求取相應散射中心的位置差，最后得到平均的位置差:

7.根據權利要求1所述的寬帶多波段成像的相參處理方法，其特征在于:所述步驟四的實現方法如下:分別求取相應散射中心的幅度差異，再得到平均的幅度差異即為幅度誤差
8.根據權利要求1所述的寬帶多波段成像的相參處理方法，其特征在于:所述步驟五的實現方法如下:首先對單個外推頻段進行線性相移和幅度的補償
【文檔編號】G01S7/41GK103675783SQ201210362151
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月25日 優先權日:2012年9月25日
【發明者】黃璟, 寧超, 肖志河 申請人:中國航天科工集團第二研究院二〇七所