1.基于聚类相参叠加的频率分集阵列雷达目标成像方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
步骤1,构造单频接收的频率分集阵列;
步骤2,将成像区域按距离和角度划分网格点,对网格点簇标记进行初始化,将簇标记初始化为1;
步骤3,利用步骤1的频率分集阵列发射窄带信号对成像区域进行扫描,并采用单频接收机制接收回波数据;
步骤4,对成像区域中簇标记为1的网格点进行时延补偿,得到频率分集阵列各阵元关于各网格点处的回波幅值;
步骤5,将步骤4中网格点关于N个阵元的回波幅值进行叠加,得出该频率分集阵列关于各网格点处总的回波响应;
步骤6,将步骤5中网格点的总回波响应数据所构成的数据矩阵矢量化,利用K均值聚类算法对矩阵矢量化所得数据集进行聚类划分,并更新网格点簇标记,选择聚类中心最大的簇为下次搜索路径,对归属于聚类中心值最大的簇对应网格点簇标记设置为1;
步骤7,改变频率分集阵列的频率偏置,重复步骤3~步骤6对成像区域进行新的扫描,利用阵列接收得到新的回波数据并进行相应处理,共计完成M次频率偏置改变、雷达成像扫描以及数据处理;
步骤8,以最终簇标记为1的网格点为搜索对象,计算出成像场景中相应网格点的像素值,即完成该频率分集阵列雷达目标成像。
2.根据权利要求1所述的基于聚类相参叠加的频率分集阵列雷达目标成像方法,其特征在于:
步骤6具体子步骤为:
将所得回波响应数据矩阵矢量化所得到的数据集表示为D={x1,x2,…,xm},从D中随机选择k个回波响应数据初始化各簇聚类中心构成的均值向量{μ1,μ2,…,μk},则回波响应数据xj与聚类中心μi的平方差为cji:2
cji=(xj‑μi)
聚类中心μi中,1≤i≤k;
根据各回波响应数据与聚类中心的差异确定xj的簇标记λj为:λj=arg mini∈{1,2,…,k}cji式中,k为聚类簇数,cji为回波响应数据xj与聚类中心μi的平方差;
依据误差平方最小准则将回波响应数据xj划分到相应的簇:更新各簇聚类中心:
(k+1) (k)
判断迭代前后两次聚类中心是否相同,当μi ≠μi 时,返回计算回波响应数据xj与聚类中心的差异,对数据进行簇划分;
(k+1) (k)
当μi =μi 时,停止聚类划分,输出簇划分C=(C1,C2,…,Ck)。
3.根据权利要求1所述的基于聚类相参叠加的频率分集阵列雷达目标成像方法,其特征在于:
步骤7所述完成M次频率偏置改变、雷达成像扫描以及数据处理,最终关于网格点(Rq,θq)共计得到M个时延补偿回波响应值,将所有M个回波响应值取模进行叠加,即可得出该网格点处的像素值p(Rq,θq):式中,f0为频率分集阵列参考阵元的发射信号频率,Δfm为频率分集阵列的频率偏置,N为频率分集阵列的阵元个数,d为阵元间距,m表示第m次频率偏置扫描时对应的序号,(Rq,θq)为网格点q在扫描区域中的二维位置。