目标区域强散射点高分辨成像算法优化

针对毫米波近炸引信上搭载的相控阵探测器，提出目标区域高分辨强散射点高分辨成像算法，用于获取目标区域的强散射点（目标点）与载弹之间的准确距离信息，利用距离像进行表示。设目标区域的散射矩阵Target＿σ表示为

式中，t＿σk表示第k个距离维内的目标区域散射向量。由于回波信号可由探测信号方向图与目标区域散射矩阵共同决定，因此对于不同距离维内的回波信号Echo可以表示为

式中，t＿σk表示第k个距离维内的目标区域散射向量。由于回波信号可由探测信号方向图与目标区域散射矩阵共同决定，因此对于不同距离维内的回波信号Echo可以表示为

式中，Det＿pha表示弹载相控阵探测器的发射信号方向图矩阵。且对于某一距离维的散射向量而言，对应该向量的阵元不止一个，因此将式（6-14）展开可得

式中，Det＿pha表示弹载相控阵探测器的发射信号方向图矩阵。且对于某一距离维的散射向量而言，对应该向量的阵元不止一个，因此将式（6-14）展开可得

式中，D＿pk表示第k个阵元单元的方向图向量。显然，在实际探测过程中单一阵元单元方向图对应的向量维度应远小于目标区域某一距离维散射向量维度，探测器天线能够截获的目标回波应包含多个阵元单元探测信号的反射波束。对于第k个距离维而言，回波信号向量可以表示为

式中，D＿pk表示第k个阵元单元的方向图向量。显然，在实际探测过程中单一阵元单元方向图对应的向量维度应远小于目标区域某一距离维散射向量维度，探测器天线能够截获的目标回波应包含多个阵元单元探测信号的反射波束。对于第k个距离维而言，回波信号向量可以表示为

式中，Echok表示第k个回波信号矩阵。由式（6-16）也能看出，第k个距离维向量对应着不止一个阵元波束，在实际探测情况即多波束组成的单元拼接截获回波信号数据从而组成完整的距离维回波矩阵。

由于弹载探测器工作状态要求实时性较高，在天线发射波束时进行随机相位调制，对不同的阵元波束的初始相位进行调制，从而为实现高分辨探测奠定基础，则经过编码后的方向图矩阵Det＿pha＿M可以表示为

式中，Echok表示第k个回波信号矩阵。由式（6-16）也能看出，第k个距离维向量对应着不止一个阵元波束，在实际探测情况即多波束组成的单元拼接截获回波信号数据从而组成完整的距离维回波矩阵。

由于弹载探测器工作状态要求实时性较高，在天线发射波束时进行随机相位调制，对不同的阵元波束的初始相位进行调制，从而为实现高分辨探测奠定基础，则经过编码后的方向图矩阵Det＿pha＿M可以表示为

式 中，exp［ρ1，　ρ2，　…，　ρM］　Φ　表 示 调 制 相 位。　令　ρ　＝［ρ1，　ρ2，　…，　ρM］，则ρ表示随机调制参数向量并已知。

根据互异性原理，在探测信号传播的过程中，相位编码保持不变，因此回波信号矩阵可以由式（6-13）～式（6-17）共同表示。则编码后第k个距离维回波信号向量可以表示为

式 中，exp［ρ1，　ρ2，　…，　ρM］　Φ　表 示 调 制 相 位。　令　ρ　＝［ρ1，　ρ2，　…，　ρM］，则ρ表示随机调制参数向量并已知。

根据互异性原理，在探测信号传播的过程中，相位编码保持不变，因此回波信号矩阵可以由式（6-13）～式（6-17）共同表示。则编码后第k个距离维回波信号向量可以表示为(www.xing528.com)

弹载相控阵天线截获目标区域回波信号后，利用信号矩阵的稀疏性对目标区域的散射向量进行估计，按照MASMP（优化的压缩感知重构算法）对实际目标区域散射向量进行逐一重构，当精度达到预设精度时，则输出此时的重构矩阵作为下一步强散射点测角与定距的输入矩阵。得到满足预设误差的重构目标区域散射矩阵Target＿σ*，其中每一列向量表示每一距离维内散射点的散射系数，则筛选得到强散射点区域S＿σ*，记为

弹载相控阵天线截获目标区域回波信号后，利用信号矩阵的稀疏性对目标区域的散射向量进行估计，按照MASMP（优化的压缩感知重构算法）对实际目标区域散射向量进行逐一重构，当精度达到预设精度时，则输出此时的重构矩阵作为下一步强散射点测角与定距的输入矩阵。得到满足预设误差的重构目标区域散射矩阵Target＿σ*，其中每一列向量表示每一距离维内散射点的散射系数，则筛选得到强散射点区域S＿σ*，记为

式中，下标i、j分别为在重构散射矩阵Target＿σ*中的行、列；κ为预设散射点强度阈值。

强散射点的坐标信息能够反映强散射点回波对应的阵元单元，将对应的回波信号向量作为输入，利用基于自适应OMRC的高分辨测角算法解算获得该单元内强散射点的角度信息。当迭代获得每一距离维内的最优MRC后，对强散射点进行角度解算，对应强散射点区域矩阵S＿σ*，测角结果可以表示为

式中，下标i、j分别为在重构散射矩阵Target＿σ*中的行、列；κ为预设散射点强度阈值。

强散射点的坐标信息能够反映强散射点回波对应的阵元单元，将对应的回波信号向量作为输入，利用基于自适应OMRC的高分辨测角算法解算获得该单元内强散射点的角度信息。当迭代获得每一距离维内的最优MRC后，对强散射点进行角度解算，对应强散射点区域矩阵S＿σ*，测角结果可以表示为

式中，A＿S＿σ*表示对应每一强散射点的最终测角结果；表示散射点处的角度信息。将第j列的所有测角结果进行拼接，并且对应重构散射向量元素，即可将角度信息赋予散射矩阵。同时，利用二重脉冲压缩定距算法对强散射点与载弹之间的距离进行测量，对应强散射点区域矩阵S＿σ*，定距结果可以表示为

式中，A＿S＿σ*表示对应每一强散射点的最终测角结果；表示散射点处的角度信息。将第j列的所有测角结果进行拼接，并且对应重构散射向量元素，即可将角度信息赋予散射矩阵。同时，利用二重脉冲压缩定距算法对强散射点与载弹之间的距离进行测量，对应强散射点区域矩阵S＿σ*，定距结果可以表示为

式中，R＿S＿σ*表示对应每一强散射点的最终定距结果；表示散射点处的距离信息。将第j列的所有定距结果进行拼接，并且对应重构散射向量元素，即可将距离信息赋予散射矩阵。

综合重构矩阵Target＿σ*、强散射点角度矩阵A＿S＿σ*、强散射点距离矩阵R＿S＿σ*，即可获取探测目标区域内的角度-距离像，且能够反映出目标区域中强散射点对于载弹发射波束中轴的偏移角度，同时也能反映出强散射点与载弹天线之间的距离。

高分辨成像就是利用上述三项结果矩阵，将其对应就能形成最终的成像结果。算法的高分辨主要体现在方位向角度高分辨，而强散射点方位-距离像的精度主要体现在测距过程，成像的整体效率主要体现在算法耗时。

式中，R＿S＿σ*表示对应每一强散射点的最终定距结果；表示散射点处的距离信息。将第j列的所有定距结果进行拼接，并且对应重构散射向量元素，即可将距离信息赋予散射矩阵。

综合重构矩阵Target＿σ*、强散射点角度矩阵A＿S＿σ*、强散射点距离矩阵R＿S＿σ*，即可获取探测目标区域内的角度-距离像，且能够反映出目标区域中强散射点对于载弹发射波束中轴的偏移角度，同时也能反映出强散射点与载弹天线之间的距离。

高分辨成像就是利用上述三项结果矩阵，将其对应就能形成最终的成像结果。算法的高分辨主要体现在方位向角度高分辨，而强散射点方位-距离像的精度主要体现在测距过程，成像的整体效率主要体现在算法耗时。