[发明专利]基于压缩感知理论的双基地MIMO雷达成像方法

权利要求书

1.一种基于压缩感知理论的双基地MIMO雷达成像方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，获取双基地MIMO雷达接收的回波信号，对所述回波信号进行正交匹配滤波，得到雷达回波数据；

步骤2，确定所述双基地MIMO雷达的发射导向矩阵和接收导向矩阵；根据所述发射导向矩阵和所述接收导向矩阵，计算得到压缩感知信号模型下的理想观测矩阵；将所述雷达回波数据作为压缩感知信号模型中的输出数据、所述理想观测矩阵作为压缩感知信号模型中的观测矩阵，进行稀疏重构，得到目标信号的初步估计值；

对迭代次数i进行初始化：令i＝1；

步骤3，根据所述理想观测矩阵以及目标信号的第i-1次估计值，确定实际观测矩阵；i＝1时，第i-1次估计值为初步估计值；

步骤4，将所述雷达回波数据作为压缩感知信号模型中的输出数据、所述实际观测矩阵作为压缩感知信号模型中的观测矩阵，进行稀疏重构，得到目标信号的第i次估计值；

步骤5，计算第i次迭代对应的误差值，判断所述误差值是否小于预设误差值：若所述误差值大于预设误差值，则令i加1，并返回步骤3；若所述误差值小于预设误差值，则根据目标信号的第i次估计值重建散射系数矩阵，根据所述散射系数矩阵进行绘图，即得到所述双基地MIMO雷达的目标成像图。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1具体包括如下子步骤：

(1a)获取双基地MIMO雷达回波信号其中q＝1,2,...,Q，A_r为发射阵列导向矩阵，A_t为接收阵列导向矩阵，A_t＝[a_tp]_M×P，A_r＝[a_rp]_N×P,λ表示信号波长，d_t表示发射阵列的阵元间距，d_r表示接收阵列的阵元间距；S表示双基MIMO雷达的发射信号波形矩阵，E_q表示第q个脉冲下的噪声矩阵，Y_q表示第q个脉冲的接收数据矩阵，θ_tp表示目标场景相对于发射阵列的角度，θ_rp为目标场景相对于接收阵列的角度，X_q表示散射点系数，T表示矩阵转置符号，M是发射阵元个数，N是接收阵元个数；

(1b)对所述双基地MIMO雷达回波信号Y_q正交匹配滤波，得到雷达回波数据H表示取共轭转置符号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2具体包括如下子步骤：

(2a)确定所述双基地MIMO雷达的发射阵列导向矩阵A_t＝[a_t1,a_t2,...,a_tp,...,a_tM]和接收阵列导向矩阵A_r＝[a_r1,a_r2,...,a_rp,...,a_rM]；

其中，A_r＝[a_rp]_N×P,λ表示信号波长，d_t表示发射阵列的阵元间距，d_r表示接收阵列的阵元间距，θ_tp表示目标场景相对于发射阵列的角度，θ_rp为目标场景相对于接收阵列的角度；

(2b)根据所述发射导向矩阵和所述接收导向矩阵，计算得到压缩感知信号模型下的理想观测矩阵

(2c)对雷达回波数据的信号模型进行矢量化，得到一维压缩感知模型：

其中，e_q＝vec(E_q)；

(2d)根据所述一维压缩感知求解模型，构造凸优化问题：利用凸优化工具求解所述凸优化问题，得到目标的初步估计值