雷達(dá)成像近似二維模型及其超分辨算法
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| 2.SAR成像模擬 雷達(dá)參數(shù)為：中心頻率f0=24.24GHz,調(diào)頻率γ=33.357×1011Hz/s,帶寬B=133.5MHz,脈沖寬度tp=40μs.四個(gè)點(diǎn)目標(biāo)作正方形放置，間隔50米，左下角的點(diǎn)作為參考點(diǎn).雷達(dá)與目標(biāo)間隔1公里，觀察角Δθ=3.15，數(shù)據(jù)長度為128×128.采用FFT成像方法時(shí)，其縱向和橫向距離分辨率為ρr=ρa=1.123米，防止MTRC現(xiàn)象發(fā)生所需的目標(biāo)最大范圍為［4］：縱向尺寸Dr＜4ρ2r/λ=40米，橫向尺寸Da＜4ρ2a/λ=40米.采用常規(guī)超分辨方法時(shí)，目標(biāo)尺寸Dr=Da＞10米則出現(xiàn)明顯的性能下降.圖2、圖3分別給出了RELAX方法及本文推廣的RELAX(Extended RELAX)算法的成像結(jié)果.可以看出，由于目標(biāo)遠(yuǎn)離參考中心，已在橫向和縱向出現(xiàn)距離走動(dòng)，采用常規(guī)超分辨的RELAX算法產(chǎn)生圖像模糊，對于本文算法，則得到基本正確的成像結(jié)果.圖4和圖5則比較了RELAX算法和推廣的RELAX算法的散射點(diǎn)強(qiáng)度估計(jì)結(jié)果，可以看到，RELAX算法由于距離走動(dòng)影響，散射點(diǎn)（除參考點(diǎn)以外）的強(qiáng)度降低.對于本文算法，散射點(diǎn)強(qiáng)度接近真實(shí)值. |
圖2 距離走動(dòng)誤差下的RELAX成像結(jié)果 | 圖3 距離走動(dòng)誤差下的 |
圖4 RELAX方法估計(jì)的信號(hào)強(qiáng)度推廣RELAX成像結(jié)果 | 圖5 推廣RELAX方法估計(jì)的信號(hào)強(qiáng)度 |
| 五、結(jié)束語 現(xiàn)有的雷達(dá)成像超分辨算法是基于目標(biāo)回波信號(hào)的二維正弦信號(hào)模型，所以僅適用于目標(biāo)位于參考點(diǎn)附近很小區(qū)域時(shí)的情形.當(dāng)目標(biāo)遠(yuǎn)離參考點(diǎn)時(shí)，模型誤差，特別是距離走動(dòng)誤差，將使算法性能嚴(yán)重下降或失效.為此，本文提出一種基于雷達(dá)成像近似二維模型的超分辨算法,從而擴(kuò)大了超分辨算法的適用范圍.本文進(jìn)一步的工作包括SAR實(shí)測數(shù)據(jù)成像及ISAR機(jī)動(dòng)目標(biāo)成像，結(jié)果將另文報(bào)道. 附 錄：參數(shù)估計(jì)的C-R界 y=vec(Y) (A.1) 式中vec(X)=(xT1,xT2，…，xTN)T，向量xn(n=1,2,…,N)為矩陣X的列向量.我們將式(5)改寫為如下向量形式：
式中 令：η=(［Re(α)］T［Im(α)］TωT 式中ω=(ω1，ω2，…，ωK)T,μ=(μ1,μ2,…,μK)T, CRB(η)=［2Re(FHQ-1F)］-1 (A.8) |
(A.4)
表示Kronecker積,Ω=［{［P1bN(
1)］
［{［PkbN(
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