%最大后验准则前视成像
% author:王震
% time:2016-12-7
clc;
clear all;
close all;
%% 仿回波数据 产生单点目标回波
disp('仿回波数据 产生点目标回波');
%参数定义
A=4*pi/180; %方位向波束宽度,弧度
L=0.0176348499; %波长
Tp=10e-6; %脉宽
B=80e6; %带宽
fs=120e6; %采样率
PRF=500; %重频
PRT=1/PRF; %脉冲重复周期
v=65; %飞机速度
c=299792458; %光速
C = 299792458;
aziangle =-20:0.1:20;% 共80的CPI,一个CPI一个Prt
theta = aziangle/180*pi;
CpiNum = length(theta);% CPI 个数
d = 0.009/3;%通道1、2的间距,阵元间距为0.5倍波长
R = 7000;%目标点到通道1、2的间距,设目标在通道1、2中间
R1 = 6800;
Rn =7185; %sqrt(R^2+(50*d)^2);%目标1斜距
Rn2 = 7080;%R/(cos(8/180*pi));%目标2斜距
Rn3 =7080 ;%R/(cos(8/180*pi));%目标3斜距
Rn4 = 7280;%R1/(cos(11/180*pi));%目标4斜距
Rn5 = 7280;%R1/(cos(11/180*pi));%目标5斜距
fc=c/L;%载频
Kr=B/Tp; %调频系数
Rmin = 6621;
tmin=2*6621/c-Tp/2;
tmax=2*7680/c+Tp/2;
dt=1/fs;
tr=tmin:dt:tmax;
Nt=length(tr);
Sr1=zeros(CpiNum,Nt);
Sr2=zeros(CpiNum,Nt);
%% 构造方向图
% 方向图函数
thetaB =atan(50*d/(2*Rn));%波束最大指向角
theta1 =1/180*pi;%波束最大指向角
theta2 =-1/180*pi;%波束最大指向角
theta3 =-5/180*pi;%波束最大指向角
F11= zeros(100,CpiNum);
F22= zeros(100,CpiNum);
F11n2= zeros(100,CpiNum);
F22n2= zeros(100,CpiNum);
F11n3= zeros(100,CpiNum);
F22n3= zeros(100,CpiNum);
% 设每个通道100个阵元
for k =1:100
F11(k,:) = exp(1j*k*(2*pi/L)*d*(sin(theta)-sin(thetaB)));%通道1的方向图
end
F1 = sum(F11);
for k=1:100
F22 (k,:)= exp(1j*k*(2*pi/L)*d*(sin(theta)-sin(-thetaB)));%通道2的方向图
end
F2 = sum(F22);
FSum = (F1)+(F2);%和通道方向图
FSumabs = abs(F1)+abs(F2);%和通道方向图
% 设每个通道100个阵元
for k =1:100
F11n2(k,:) = exp(1j*k*(2*pi/L)*d*(sin(theta+theta1)-sin(thetaB)));%通道1的方向图
end
F1n2 = sum(F11n2);
for k=1:100
F22n2 (k,:)= exp(1j*k*(2*pi/L)*d*(sin(theta+theta1)-sin(thetaB)));%通道2的方向图
end
F2n2 = sum(F22n2);
FSumn2 = abs(F1n2)+abs(F2n2);%和通道方向图
% 设每个通道100个阵元
for k =1:100
F11n3(k,:) = exp(1j*k*(2*pi/L)*d*(sin(theta+theta2)-sin(thetaB)));%通道1的方向图
end
F1n3 = sum(F11n3);
for k=1:100
F22n3 (k,:)= exp(1j*k*(2*pi/L)*d*(sin(theta+theta2)-sin(thetaB)));%通道2的方向图
end
F2n3 = sum(F22n3);
FSumn3 = abs(F1n3)+abs(F2n3);%和通道方向图
% 设每个通道100个阵元
F11n4= zeros(100,CpiNum);
F22n4= zeros(100,CpiNum);
for k =1:100
F11n4(k,:) = exp(1j*k*(2*pi/L)*d*(sin(theta+theta3)-sin(thetaB)));%通道1的方向图
end
F1n4 = sum(F11n4);
for k=1:100
F22n4(k,:)= exp(1j*k*(2*pi/L)*d*(sin(theta+theta3)-sin(thetaB)));%通道2的方向图
end
F2n4 = sum(F22n4);
FSumn4 = abs(F1n4)+abs(F2n4);%和通道方向图
F1db = 20*log10(abs(F1)./max(abs(F1)));
F2db = 20*log10(abs(F2)./max(abs(F2)));
FSumdb = 20*log10(abs(FSum)./max(abs(FSum)));
figure(1);
subplot(2,1,1);
plot(aziangle,F1db);
xlabel('方位角(°)');
ylabel('归一化(dB)')
title('通道1天线方向图归一化图');
subplot(2,1,2);
plot(aziangle,F2db);
xlabel('方位角(°)');
ylabel('归一化(dB)')
title('通道2天线方向图归一化图');
figure(2);
plot(aziangle,FSumdb);
xlabel('方位角(°)');
ylabel('归一化(dB)')
legend('和通道归一化方向图');
%% 构造和通道的数据
yy = exp(-1i*4*pi*Rn/L+1i*pi*Kr*(tr-2*Rn/c).^2).*(abs(tr-2*Rn/c)<Tp/2);
for i=1:CpiNum
for j=1:2
Sr1(i,:)=FSumabs(i).*(exp(-1i*4*pi*Rn/L+1i*pi*Kr*(tr-2*Rn/c).^2).*(abs(tr-2*Rn/c)<Tp/2))+...
FSumn2(i).*(exp(-1i*4*pi*Rn2/L+1i*pi*Kr*(tr-2*Rn2/c).^2).*(abs(tr-2*Rn2/c)<Tp/2))+...
FSumn4(i).*(exp(-1i*4*pi*Rn2/L+1i*pi*Kr*(tr-2*Rn2/c).^2).*(abs(tr-2*Rn2/c)<Tp/2))+...
FSumn3(i).*(exp(-1i*4*pi*Rn3/L+1i*pi*Kr*(tr-2*Rn3/c).^2).*(abs(tr-2*Rn3/c)<Tp/2))+...
FSumn2(i).*(exp(-1i*4*pi*Rn3/L+1i*pi*Kr*(tr-2*Rn4/c).^2).*(abs(tr-2*Rn4/c)<Tp/2))+...
FSumn3(i).*(exp(-1i*4*pi*Rn5/L+1i*pi*Kr*(tr-2*Rn5/c).^2).*(abs(tr-2*Rn5/c)<Tp/2));
% Sr1(i,:)=FSum(i).*(exp(-1i*4*pi*Rn/L+1i*pi*Kr*(tr-2*Rn/c).^2).*(abs(tr-2*Rn/c)<Tp/2))+...
% FSumn2(i).*(exp(-1i*4*pi*Rn2/L+1i*pi*Kr*(tr-2*Rn2/c).^2).*(abs(tr-2*Rn2/c)<Tp/2))+...
% FSumn3(i).*(exp(-1i*4*pi*Rn5/L+1i*pi*Kr*(tr-2*Rn5/c).^2).*(abs(tr-2*Rn5/c)<Tp/2));
%Sr1(i,:)=FSum(i).*(exp(-1i*4*pi*Rn/L+1i*pi*Kr*(tr-2*Rn/c).^2).*(abs(tr-2*Rn/c)<Tp/2))+FSumn2(i).*(exp(-1i*4*pi*Rn2/L+1i*pi*Kr*(tr-2*Rn2/c).^2).*(abs(tr-2*Rn2/c)<Tp/2));
% Sr1(i,:)=FSumabs(i).*(exp(-1i*4*pi*Rn/L+1i*pi*Kr*(tr-2*Rn/c).^2).*(abs(tr-2*Rn/c)<Tp/2));
end
end
%% 对信号添加复高斯白噪声噪声
% for k =1:CpiNum
% Sr1(k,:) = awgn(Sr2(k,:),-11);
% end
% Sr2 = wgn(CpiNum,Nt,0);
% Sr1 = Sr1+Sr2;
Sr1 = awgn(Sr1,5,'measured');
% SNR = -5;
% for k = 1:CpiNum
% NOISE=randn(size(Sr2(k,:)));
% NOISE=NOISE-mean(NOISE);
% signal_power = 1/length(Sr2(k,:))*sum(Sr2(k,:).*Sr2(k,:));
% noise_variance = signal_power / ( 10^(SNR/10) );
% NOISE=sqrt(noise_variance)/std(NOISE)*NOISE;
% Sr1(k,:)=Sr2(k,:)+NOISE;
% end
%%
figure(3);
imagesc(real(Sr1));colormap gray;%回波信号(实部)灰度图
xlabel('距离向/m');ylabel('方位向/m');
title('和通道回波信号实部的灰度图');
FidWrite1= fopen('E:\matlabfile\graduatefile\实波束基于最大后验准则超分辨算法matlab\SimulateDataSum.bin','w');%生成仿真数据文件
SrSumData=zeros(1,2*Nt);
% 构造和通道数据
for k = 1:CpiNum
SrSumData(1:2:end) = real(Sr1(k,:));
SrSumData(2:2:end) = imag(Sr1(k,:));
fwrite(FidWrite1,SrSumData,'float32')
end
fclose all;
%% 成像参数
Na =1;
Nr =Nt;
Prf = PRF;
Fs = fs;
Br = B;
NrNew = 1024;
ku = -12;
kv = 18;
N = 1;
yaxis = tr*C/2;
xaxis =aziangle(1):(aziangle(CpiNum)-aziangle(1))/(CpiNum*N-1):aziangle(CpiNum) ;
%% 读取和路数据
disp('读取和路、差路数据')
FolderImageOutPut = 'E:\matlabfile\graduatefile\实波束基于最大后验准则超分辨算法matlab\';
FidReadSum = fopen([FolderImageOutPut 'SimulateDataSum.bin'],'r');
FidReadReal = fopen('EcholRealSum.dat','w');
FidReadImag = fopen('EcholImagSum.dat','w');
dataline = zeros(CpiNum,Nr);
for k = 1:CpiNum
DataSum = fread(FidReadSum,Nr*2,'float32');
dataline(k,:) = DataSum(1:2:2*Nr)+1j*DataSum(2:2:2*Nr);
fwrite(FidReadReal,DataSum(1:2:end),'float32');
fwrite(FidReadImag,DataSum(2:2:end),'float32');
end
fclose all;
figure(4);
imagesc(abs(dataline)),colormap gray;
title('原始数据灰度图');
xlabel('距离向');
ylabel('方位向');
%% 距离向脉压
disp('距离向脉压')
StepRanCompSum;
FidReadReal = fopen('RanCompRealSum.dat','r');
FidReadImag= fopen('RanCompImagSum.dat','r');
Y = zeros(NrNew,CpiNum);
for k = 1:CpiNum
YReal = fread(FidReadReal,NrNew,'float32');
YImag = fread(FidReadImag,NrNew,'float32');
Y(:,k) = YReal +1j*YImag;
end
figure;
imagesc(xaxis,yaxis,abs(Y)),colormap gray;
title ('脉压后灰度图');
xlabel('方位角 X(°)');
ylabel('距离向 Y(m)');
%% 形成矩阵 方向图矩阵
FSum1 =(FSumabs);
Mnum =CpiNum+CpiNum-1;
Nnum = CpiNum;
F1A = zeros (Mnum,Nnum);
for k= 1:Nnum
for j=1:Mnum
if (j<k)||(k+CpiNum-1<j)
F1A(j,k)=0;
else
F1A(j,k)=(FSum1(j-k+1));
end
end
end
%% 由于y数组大小为NrNew个,需要进行插值到CpiNum+CpiNum-1大小
% X0 =18.5:0.25:58;
% YY = zeros(Mnum,NrNew);
% X01 = 18.5:(39.5/(Mnum-1)):58;
% for k =1:NrNew
% YY(:,k) = interp1(X0,Y(k,:),X01,'linear');
% end
%% 迭代计算1
FSum2 = fliplr(FSum1);
m =50;%迭代次数;
lamda = 1;
q =2;
rou = 1/lamda;
miu =150;
A =(1+rou*miu)^(-q);
XX = zeros(NrNew,CpiNum);
for k =1:NrNew
k
sigma = Y(k,:);
%% 迭代计算
for j =1: m
fenmu = ifft(fft(FSum1).*fft(sigma));%卷积
%确保fenmu中无0
for l =1:CpiNum
if fenmu(l) == 0
fenmu(l) =0.001;
end
end
fenshi1 =(Y(k,:)./fenmu);%相除
fenshi =ifft(fft((FSum2)).*fft(fenshi1))*rou-rou-log(sigma);%卷积
sigma_end =sigma.*(
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实波束基于最大后验准则超分辨算法matlab.zip_前视_前视成像算法_实波束成像_最大后验_超分辨成像
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实波束基于最大后验准则超分辨算法matlab
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ZDGDanalysis.asv 6KB
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StepRanComp.asv 741B
QS_Data176_Data1.bin 1.88MB
EcholRealSum.dat 3.13MB
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