恭喜南京航空航天大学吴迪获国家专利权
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龙图腾网恭喜南京航空航天大学申请的专利用于机载前视阵列雷达的空时自适应迭代超分辨成像方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114545401B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-16发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111462165.7,技术领域涉及:G01S13/89;该发明授权用于机载前视阵列雷达的空时自适应迭代超分辨成像方法是由吴迪;任凌云;朱岱寅;刘明杰设计研发完成,并于2021-12-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本用于机载前视阵列雷达的空时自适应迭代超分辨成像方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种用于机载前视阵列雷达的空时自适应迭代超分辨成像方法,构建空时二维信号接收模型,根据脉冲压缩后的多通道数据构造各个距离‑方位单元对应的空时快拍信号;计算每个方位角对应的空时导引矢量,构成空时导引矢量矩阵;基于最小均方误差准则建立代价函数,不断迭代更新权矢量使其逼近最优,对接收的空时快拍加权从而获得该距离‑方位单元空时快拍对应的方位超分辨谱曲线;根据载机运动速度和天线扫描参数,将每个距离‑方位单元的超分辨谱曲线进行方位谱拼接,即实现谱曲线在距离‑方位域的累积,最终形成距离方位成像图像。本发明通过空时两域联合处理超分辨技术,有效提高现有机载前视阵列雷达方位向分辨率。
本发明授权用于机载前视阵列雷达的空时自适应迭代超分辨成像方法在权利要求书中公布了:1.一种用于机载前视阵列雷达的空时自适应迭代超分辨成像方法,其特征在于,包括以下步骤:1构建空时二维信号接收模型:采用机载前视阵列雷达获取多通道回波,雷达工作于步进扫描模式,在每个相干脉冲间隔对同一方位发射若干个相干脉冲,对回波采样获得距离-脉冲-阵列三维回波数据;2根据脉冲压缩后的多通道数据构造各个距离-方位单元对应的空时快拍信号;计算每个方位角对应的空时导引矢量,构成空时导引矢量矩阵;3逐距离-方位单元处理,将空时导引矢量矩阵作为初始权矢量对空时快拍进行处理,得到迭代初值;基于最小均方误差准则建立代价函数,计算化简得到权矢量表达式;随后代入迭代初值开始迭代过程,通过不断迭代更新当前权矢量使其逼近最优,得到最终权矢量;利用最终权矢量对空时快拍进行加权处理,计算该距离-方位单元空时快拍对应的超分辨谱曲线;4根据载机运动速度和天线扫描参数,将每个距离-方位单元的超分辨谱曲线进行方位谱拼接,即实现谱曲线在距离-方位域的累积,最终形成距离方位成像图像;所述步骤2实现过程如下:根据机载阵列雷达水平阵列天线系统得到的数据,进行距离向的脉冲压缩处理,选取各个阵元在每个距离-方位单元产生的二维接收数据,即可形成该距离-方位单元的空时快拍信号;对每个距离-方位单元的空时快拍信号进行堆叠,将二维矩阵变为一维向量,然后对成像区域内所有方位角度,计算其对应空时导引矢量,组合构成空时导引矢量矩阵;具体实现过程如下:假设前方成像区域存在K个目标,并且它们相对于雷达的方位角度分别为θ1,θ2,…,θK;在一次循环扫描内,接收数据为距离-脉冲-阵列三维采样,对于某一个距离-方位单元,脉冲-阵列采样数据构成二维空时快拍:y=Ax+N其中,x为从目标处反射的回波信号,N为加性高斯白噪声,独立于其它各分量;A为NM×K维空时导引矢量矩阵,A=[aθ1,aθ2,…,aθK],其中asθk为由目标到达水平线性阵列的相位差组成的M×1维空间导引矢量;atθk为由雷达和目标之间的相对运动产生的多普勒频率组成的N×1维时间导引矢量,代表Kronecker积;所述步骤3实现过程如下:对目标的反射截面积x进行精确重构,假设x的估计: 其中,w为待确定的权系数矩阵,y为某一个距离-方位单元的二维空时快拍,采用最小均方误差准则MMSE建立代价函数:minJ{||x-wHy||2}对上式求导解得极小值点:w=E{yyH}-1E{yxH}将上式代入化简得:w=APAH+RN-1AP其中,是噪声的协方差矩阵,P是从目标处反射的回波信号x的自相关矩阵,P=diag{p1,p2…,pK},其中对角线元素为: 计算第一次估计结果,此时权值矩阵w1=A,基于此计算信号的自相关矩阵P1,然后更新权值矩阵:w2=AP1AH+RN-1AP1得到第二次的估计结果,以此类推,用前一次迭代的估计值计算矩阵Pk,然后代入公式更新权值矩阵wk+1;最后将新的权值矩阵应用于得到新的估计值,即迭代表达式为:wk+1=APkAH+RN-1APk 其中回波的自相关矩阵R=APkAH不依赖于大量的快拍数据,而是通过迭代的方式得到。
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