[发明专利]一种基于近场稀疏成像外推的目标RCS测量方法

权利要求书

1.一种基于近场稀疏成像外推的目标RCS测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：设定近场测量参数：包括近场测量的测试频率、测试角度、天线到转台中心的距离R₀，确定测试天线方向图参数G²(θ,f)；

步骤2：根据设定的近场测量的测试频率、测试角度、天线到转台中心距离R₀和天线方向图参数构建反映目标实际散射特性的稀疏字典；

步骤3：在近场测试条件下，根据设定的测量参数检测不同频率、不同方位角度下的空暗室和目标近场散射信号数据；

步骤4：在与步骤3同样的测试条件下，利用转台获得不同频率、不同方位角度下的空暗室和定标体散射数据；

步骤5：将步骤3和4测量的散射数据进行预处理；

步骤6：将处理后的数据利用稀疏重建算法分别生成目标高分辨图像和定标体高分辨图像；具体方法为：

步骤601：构建目标矩阵Φ₁，目标矩阵Φ₁是稀疏字典的同型矩阵，初始化目标矩阵Φ₁为空，初始化剩余能量为近场散射信号的初始能量，设定剩余信号能量阈值为近场散射信号的初始能量的0.05；

步骤602：求解剩余信号与稀疏字典Φ中列向量最大相关系数的位置索引，并将所述位置索引在稀疏字典Φ中对应的向量更新到目标矩阵Φ₁相应的位置，将所述稀疏字典Φ中对应的向量置零；

步骤603：根据目标矩阵Φ₁计算成像场景散射系数γ列向量A，然后根据A计算剩余信号能量，将剩余信号能量与设定的剩余信号能量阈值比较，如果剩余信号能量高于阈值，执行步骤602，否则执行步骤604；

步骤604：稀疏重建过程结束，计算得到的A即为生成的高分辨图像；

步骤7：根据步骤6生成的目标高分辨图像和定标体高分辨图像分别计算目标的远场散射场和定标体的重建散射场；

步骤8：通过定标体的RCS根据计算的目标的远场散射数据和定标体的重建散射场计算目标的RCS。

2.如权利要求1所述的一种基于近场稀疏成像外推的目标RCS测量方法，其特征在于：

所述步骤2构建反映目标实际散射特性的稀疏字典的方法具体为：将二维近场散射信号数据矩阵和二维成像场景散射系数矩阵按列重排为一维列向量，并将近场散射信号数据采用矩阵表示：

E_near＝ΦA

E_near表示近场散射信号数据列向量，A表示成像场景散射系数γ列向量，Φ表示稀疏字典，将第i个二维成像场景位置对应散射中心的单位幅度近场散射信号数据列向量作为稀疏字典的第i个列向量构建稀疏字典Φ。

3.如权利要求1所述的一种基于近场稀疏成像外推的目标RCS测量方法，其特征在于：所述步骤4预处理为滤除噪声和干扰，所述预处理的方法为背景对消和软件时域门方法。

4.如权利要求1所述的一种基于近场稀疏成像外推的目标RCS测量方法，其特征在于：所述步骤7具体为：由步骤6生成的目标高分辨图像和定标体高分辨图像中的非零像素对应提取出来的目标强散射中心，利用这些强散射中心分别重构目标的远场散射场和定标体的重建散射场。

5.一种基于近场稀疏成像外推的目标RCS的测量系统，其特征在于，包括：

用于设定近场测量参数的装置；

用于根据设定的近场测量的测试频率、测试角度、天线到转台中心距离R₀和天线方向图参数构建反映目标实际散射特性的稀疏字典的装置；

用于测量近场散射信号数据的测量装置；

所述近场散射信号数据的测量方式为：在不满足远场测试条件下，利用转台获得不同频率、不同方位角度下的空暗室和目标散射数据，包括幅度和相位信息；在同样的测试条件下，利用转台获得不同频率、不同方位角度下的空暗室和定标体散射数据，包括幅度和相位信息；

用于将近场散射信号数据进行预处理的装置；

用于将处理后的数据利用稀疏重建算法分别生成目标高分辨图像和定标体高分辨图像的装置；具体步骤为：

步骤601：构建目标矩阵Φ₁，目标矩阵Φ₁是稀疏字典的同型矩阵，初始化目标矩阵Φ₁为空，初始化剩余能量为近场散射信号的初始能量，设定剩余信号能量阈值为近场散射信号的初始能量的0.05；

步骤602：求解剩余信号与稀疏字典Φ中列向量最大相关系数的位置索引，并将所述位置索引在稀疏字典Φ中对应的向量更新到目标矩阵Φ₁相应的位置，将所述稀疏字典Φ中对应的向量置零；

步骤603：根据目标矩阵Φ₁计算成像场景散射系数γ列向量A，然后根据A计算剩余信号能量，将剩余信号能量与设定的剩余信号能量阈值比较，如果剩余信号能量高于阈值，执行步骤602，否则执行步骤604；

步骤604：稀疏重建过程结束，计算得到的A即为生成的高分辨图像；

用于将目标高分辨图像和定标体高分辨图像分别计算目标的远场散射场和定标体的重建散射场的装置；

用于通过定标体的RCS根据计算的目标的远场散射数据和定标体的重建散射场计算目标的RCS的装置。