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跨谱段SAR散射中心多维参数解耦和估计方法

谢意远 高悦欣 邢孟道 郭亮 孙光才

谢意远, 高悦欣, 邢孟道, 郭亮, 孙光才. 跨谱段SAR散射中心多维参数解耦和估计方法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(3): 632-639. doi: 10.11999/JEIT200319
引用本文: 谢意远, 高悦欣, 邢孟道, 郭亮, 孙光才. 跨谱段SAR散射中心多维参数解耦和估计方法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(3): 632-639. doi: 10.11999/JEIT200319
Yiyuan XIE, Yuexin GAO, Mengdao XING, Liang GUO, Guangcai SUN. A Decoupling and Dimension Dividing Multi-parameter Estimation Method for Cross-band SAR Scattering Centers[J]. Journal of Electronics and Information Technology, 2021, 43(3): 632-639. doi: 10.11999/JEIT200319
Citation: Yiyuan XIE, Yuexin GAO, Mengdao XING, Liang GUO, Guangcai SUN. A Decoupling and Dimension Dividing Multi-parameter Estimation Method for Cross-band SAR Scattering Centers[J]. Journal of Electronics and Information Technology, 2021, 43(3): 632-639. doi: 10.11999/JEIT200319

跨谱段SAR散射中心多维参数解耦和估计方法

doi: 10.11999/JEIT200319
基金项目: 国家自然科学基金杰出青年基金(61825105),国家重点研发计划(2018YFA0701903),国家自然科学基金(61901346)
详细信息
    作者简介:

    谢意远:女,1996年生,博士生,研究方向为电磁特征提取

    高悦欣:男,1985年生,博士,研究方向为逆合成孔径成像

    邢孟道:男,1975年生,教授,博士生导师,研究方向为雷达成像、目标检测识别

    郭亮:男,1983年生,博士,教授,研究方向为激光雷达,合成孔径成像

    孙光才:男,1984年生,副教授,研究方向为多通道波束指向SAR成像、SAR动目标成像

    通讯作者:

    邢孟道 xmd@xidian.edu.cn

  • 中图分类号: TN957.52

A Decoupling and Dimension Dividing Multi-parameter Estimation Method for Cross-band SAR Scattering Centers

Funds: The National Science Fund for Distinguished Young Scholars (61825105), The National Key R&D Program of China (2018YFA0701903), The National Natural Science Foundation of China (61901346)
  • 摘要: 微波光子雷达发射大带宽跨谱段的信号,为目标的精细电磁特性描述和准确识别提供基础的同时,也亟需与之相应的大带宽大转角情况下的电磁模型参数提取方法。相比窄带条件,跨谱段信号数据量大,所含物理量信息维度高且复杂,大转角情况下距离和方位向耦合。该文提出跨谱段SAR散射中心多维参数解耦和估计方法,首先结合极坐标格式算法(PFA)和属性散射中心模型构造2维解耦波数域散射中心模型,再结合坐标下降法(CDA)将复杂的高维耦合参数估计方法简化为循环迭代的1维参数估计方法,有效降低字典维度和估计复杂度,并引入Hooke-Jeeves算法提高估计精度。最后根据各个散射中心的参数估计结果对它们的结构和位置进行识别,对仿真数据的处理实验验证了该文方法的有效性。
  • 图  1  算法框图

    图  2  2维极坐标插值示意图

    图  3  参数估计算法流程图

    图  4  仿真成像结果

    图  5  不同信噪比下散射中心参数估计情况

    图  6  挖掘机成像结果

    表  1  仿真模型参数估计结果

    散射中心$L\left( {\rm{m }}\right)$${\bar \varphi _0}\left( {{\rm{rad}}} \right)$$\alpha $$x\left( {\rm{m}} \right)$$y\left( {\rm{m}} \right)$$A$散射体结构
    10.4512–0.00450.5–0.25300.00700.3881+0.0284i圆柱体
    2000–0.79700.39900.0012+0.0003i球体
    下载: 导出CSV

    表  2  挖掘机散射中心参数估计结果

    散射中心1234567
    $L\left( {\rm{m}} \right)$2.06952.08240.07230.10000.100000.1
    $\alpha $000.5000–1
    散射体结构直边直边圆柱直边直边球面角衍射
    散射中心891011121314
    $L\left( {\rm{m}} \right)$000.23720.22000.068700
    $\alpha $00.5000.500.5
    散射体结构球面帽顶直边直边圆柱球面帽顶
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-28
  • 修回日期:  2020-09-20
  • 网络出版日期:  2020-09-23
  • 刊出日期:  2021-03-22

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