[发明专利]一种基于数据旋转的稀疏线阵SAR三维成像方法

说明书

本发明公开了一种基于数据旋转的稀疏线阵SAR三维成像方法，包括以下步骤：S1、系统参数初始化；S2、回波录取并解调；S3、将回波信号与参考信号进行相关处理；S4、数据旋转扩充变换；S5、采用奇异值阈值法实现矩阵填充；S6、对S5的结果做旋转扩充逆变换；S7、重复S4～S6的步骤，对所有的距离切面信号填充恢复，得到最终重构的三维信号；S8、采用后向投影方法实现目标三维成像。本发明通过将稀疏线阵回波依据半波长的规则网格化确定缺失数据的比例以及具体待恢复数据的位置；通过对距离切面信号做数据旋转扩充变换，解决了矩阵填充无法对行列缺失矩阵补全的问题。本发明具有成像效果质量高、适用性广、数据存储简单和运算处理复杂度低等优点。

技术领域

本发明属于线阵合成孔径雷达(Linear array Synthetic Aperture Radar,LASAR)成像技术领域，具体涉及一种基于数据旋转的稀疏线阵SAR三维成像方法。

背景技术

近年来，随着现代电子技术的高速发展，电子对抗日益激烈，各类干扰样式层出不穷，严重阻碍了雷达系统的正常工作。对于主瓣干扰，干扰能量上具有绝对优势，并且主瓣干扰在空时频等维度上与目标高度重合，现有干扰抑制手段效果欠佳，仍是雷达界亟需要解决的难题之一。一般的抗主瓣干扰方法有：信号处理以及波形设计。

在信号处理抗主瓣干扰方法方面，常见的信号处理方法包括：盲源分离和滤波处理。盲源分离可以在不需要先验知识的情况下，对混合信号进行分离，如文献[G.Huang,L.Yang,G.Su.Blind source separation used for radar anti-jamming[C].2003International Conference on Neural Networks and Signal Processing,Nanjing,China,2003:1382-1385.]提出了基于矩阵联合对角化特征矢量的盲源分离抗主瓣干扰算法，将目标信号与干扰信号分离，实现干扰抑制，该方法能有效降低主瓣干扰对雷达探测性能的影响。然而，在混合信号分离后，往往还存在少量干扰残余，且针对的是单一类型的干扰。滤波处理主要是利用干扰信号与目标回波在时、频、空、极化等域的差异性，在不同维度上设计滤波器参数，达到干扰抑制的效果，如文献[S.Zhang,Y.Yang,G.Cui,etal.Range-velocity jamming suppression algorithm based on adaptive iterativefiltering[C].2016IEEE Radar Conference,Philadelphia,PA,USA,2016:1-6.]，通过对每个距离-多普勒单元设计失配滤波器，实现距离-速度联合欺骗干扰抑制。然而，该方法需要精确已知干扰信号的波形，且仅适用于某一干扰类型。

波形设计抗主瓣干扰方法，通过设计脉内、脉间波形的相位、频率等信息，放大目标回波和干扰信号在时、频、空、极化等域的差异性，从而达到抗干扰的目的，如文献[徐磊磊.雷达波形设计及抗主瓣有源干扰若干技术研究[D].西安:西安电子科技大学,2019.]，基于角域波形与干扰信号之间的幅度差异，利用波形优化的方法来压缩干扰信号，有效对抗了DRFM转发式干扰。然而，该方法只能对抗单一类型的干扰，无法有效对抗多种干扰类型叠加的复合干扰。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通过将稀疏线阵回波依据半波长的规则网格化确定缺失数据的比例以及具体待恢复数据的位置；通过对距离切面信号做数据旋转扩充变换，解决了矩阵填充无法对行列缺失矩阵补全问题的基于数据旋转的稀疏线阵SAR三维成像方法，本发明具有成像效果质量高、适用性广、数据存储简单和运算处理复杂度低等优点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于数据旋转的稀疏线阵SAR三维成像方法，包括以下步骤：