【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種針對多頻段雷達數據的多頻段雷達數據相參配準方法，特別涉及一種基于交替方向乘子法(alternating?direction?method?of?multipliers,admm)迭代的多頻段雷達頻譜相參補償，適用于多頻段雷達信號在頻帶融合前對多頻段數據進行相位偏差補償，屬于多頻段雷達超分辨成像。
技術介紹
1、雷達以其全天時、全天候的優勢被應用于眾多監測領域，借助雷達對目標進行高分辨一維成像，可有效獲取目標或集群的形狀、結構等細節特征，輔助目標識別。由于雷達分辨率受限于發射信號帶寬，傳統寬帶雷達對小目標進行一維精細成像，發射機帶寬需達數ghz，生產工藝和成本等方面均面臨巨大困難。多頻段雷達帶寬融合外推是一種拓寬雷達信號帶寬的有效手段，可較低成本實現高分辨，對于大范圍的無人飛行器集群的探測和識別具有重要意義。該技術從算法層面出發，將多頻段雷達測量信號進行相參處理，再依據散射中心理論，對多頻段雷達信號進行散射中心估計，可直接得到目標的全頻段雷達信號模型，從而較低成本得到寬帶雷達信號，實現距離高分辨。低成本、易實現的優勢，使多頻段雷達信號外推技術具有廣泛的應用前景。
2、受到雷達硬件以及測量時延誤差等因素的影響，多頻段雷達信號之間通常會存在相位偏差，這些相位偏差的存在會極大地影響多頻段融合外推效果。因此，多頻段雷達信號的相參配準是提升多頻段融合外推效果的關鍵。
3、通常情況下，多頻帶數據之間的相位偏差被描述為線性相位誤差和固定相位誤差，求出兩種誤差即可完成相參配準。現有配準思想將多頻段相參配準
技術實現思路
1、本專利技術的技術解決問題是：克服已有技術的不足，提出一種基于admm框架的多頻段迭代相參配準方法，該方法能夠解決多頻段雷達信號相參配準精度不足的問題，該方法為一種高精度相參配準方法。為了解決傳統相參配準方法精度不足、容易求得局部最小值等問題，采用帶寬外推技術(bandwidth?extrapolation,bwe)對多頻段雷達信號模型進行估計，得到多頻段外推模型，據此可構建多頻段相參配準模型。基于多頻段信號相參配準模型，采用admm和列文伯格-馬夸爾特法(levenberg-marquardt?method,lmm)的聯合迭代方法，以克服迭代值陷入局部最優的問題。所提方法旨在提供一種適用于多頻段雷達信號相位誤差難以消除情況下的高精度相參配準方法，可應用于多頻段雷達超分辨成像
2、本專利技術的技術解決方案是：
3、一種基于admm框架的多頻段迭代相參配準方法，多頻段包括兩頻段和三頻段以上，該方法的步驟包括：
4、步驟一，對多頻段雷達信號進行帶寬外推，得到多頻帶雷達信號的寬帶散射中心模型；
5、步驟二，根據步驟一得到的多頻帶雷達信號的寬帶散射中心模型，構建非線性最小二乘相參配準模型；
6、步驟三，采用列文伯格-馬夸爾特法求解步驟二中構建的多頻帶雷達信號的寬帶散射中心模型的線性相位誤差和固定相位誤差，得到線性相位誤差估計值和固定相位誤差估計值；
7、步驟四，根據步驟三得到的線性相位誤差估計值和固定相位誤差估計值，對多頻段雷達信號進行誤差補償。
8、所述步驟一中，對多頻段雷達信號進行帶寬外推的方法為：
9、將多頻段雷達信號中的各個單頻段雷達信號均外推至全頻段，設多頻段雷達信號中包括兩個頻段，分別為低頻段1和高頻段2，將低頻段1外推得到全頻段3；將高頻段2均外推得到全頻段3’；
10、將低頻段1和高頻段2進行外推的方法為：
11、首先，建立低頻段1的頻譜模型和高頻段2的頻譜模型，建立的低頻段1的頻譜模型s1(k)為：
12、
13、其中，n1為低頻段1的頻譜序列長度；q為極點個數；表示低頻段1的第i個極點幅度，表示低頻段1的第i個極點值；i＝1，2，3，…，q；k＝0，1，...，n1-1；
14、建立的高頻段2的頻譜模型s2(k)為：
15、
16、其中，n2為高頻段2的頻譜序列長度；q為極點個數；表示高頻段2的第i個極點幅度，表示高頻段2的第i個極點值；i＝1，2，3，…，q；k′＝0，1，...，n2-1；
17、得到低頻段1的寬帶散射中心模型為：
18、
19、其中，αi表示全頻段3的第i個極點幅度，pi表示全頻段3的第i個極點值，q＝0，1，...，n3-1；n3為全頻段3的頻譜序列長度；
20、得到高頻段2的寬帶散射中心模型為：
21、
22、其中，α′i表示全頻段3’的第i個極點幅度，p′i表示全頻段3’的第i個極點值，q＝0，1，...，n3-1；n′3為全頻段3’的頻譜序列長度；
23、所述步驟二中，構建的非線性最小二乘相參配準模型為：
24、min?l(α，β)
25、s.t.?α，β∈(0，2π]
26、其中，α表示各頻段數據之間的線性相位誤差，β表示各頻段數據之間的固定相位誤差；l(α，β)為優化函數；
27、
28、所述步驟三中，求解線性相位誤差和固定相位誤差的方法為：
29、步驟31，設各頻段數據之間的固定相位誤差的初值為β0；
30、步驟32，將固定相位誤差的初值β0代入到優化函數中，得到以線性相位誤差α為變量的方程，使用采用列文伯格-馬夸爾特法求解該方程，得到該方程解的最小值α1；
31、步驟33，再將最小值α1代入到優化函數中，得到以固定相位誤差β為變量的方程，使用采用列文伯格-馬夸爾特法求解該方程，得到該方程解的最小值β1；
32、步驟34，將固定相位誤差的最小值β1代入到優化函數中，得到以線性相位誤差α為變量的方程，使用采用列文伯格-馬夸爾特法求解該方程，得到該方程解的最小值α2；
33、步驟35，重復步驟33-步驟34，直至得到的線性相位誤差和固定相位前后估計值的差值小于設定閾值；
34、所述步驟四中，對高頻段2進行誤差補償后的寬帶散射中心模型為：
35、e″(q)＝e′(q)e-jαqe-jβ
36、有益效果
37、針對多頻段外推中面臨的多頻段相參配準難題，本本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于ADMM框架的多頻段迭代相參配準方法，其特征在于該方法的步驟包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于ADMM框架的多頻段迭代相參配準方法，其特征在于：
3.根據權利要求1所述的一種基于ADMM框架的多頻段迭代相參配準方法，其特征在于：
4.根據權利要求1所述的一種基于ADMM框架的多頻段迭代相參配準方法，其特征在于：
【技術特征摘要】
1.一種基于admm框架的多頻段迭代相參配準方法，其特征在于該方法的步驟包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于admm框架的多頻段迭代相參配準方法，其特征在于：
<...【專利技術屬性】
技術研發人員：李衛東，王銳，陸睿民，張帆，張智博，胡程，
申請(專利權)人：北京理工大學，
類型：發明
國別省市：
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