雷达学报

作者：杨小鹏, 马忠杰, 钟世超, 渠晓东, 曾小路

单位：1.北京理工大学信息与电子学院 北京 100081；2.北京理工大学长三角研究院(嘉兴) 嘉兴 314000；

关键词：无人机, 穿墙雷达, 合成孔径雷达, 航迹规划, 遗传算法

基金：国家自然科学基金(62101042)

传统手持或车载穿墙雷达由于架设高度受限，无法对城市高层建筑内部目标进行透视成像，无人机载穿墙雷达具有灵活机动、高效便捷、无高度限制等优势，可对城市高层楼宇进行大范围三维穿透探测。三维层析合成孔径雷达(SAR)成像广泛采用多基线扫描模式，以获得高度向高分辨能力，但存在高度向空域欠采样导致的栅瓣问题。对此，该文提出一种基于遗传算法的无人机载穿墙三维SAR航迹规划方法，通过非均匀化飞行航迹，削弱周期性的雷达回波能量叠加，从而抑制栅瓣、实现更优的成像质量。该算法结合飞行距离与无人机载穿墙雷达成像质量的内在关系，建立了无人机航迹规划代价函数；利用遗传算法对3种典型的无人机飞行轨迹关键控制点进行基因编码，并进行基因杂交、变异等以优化种群与个体；最终通过最小化代价函数，分别筛选出3种典型飞行模式下的最优飞行航迹。仿真和实测数据的三维成像结果表明：相较于传统等间距多基线飞行模式，所提方法显著抑制了成像目标的栅瓣效应；此外，无人机斜线飞行的航迹长度明显缩短，提高了无人机载穿墙SAR成像效率。

来源：2024年第4期

《雷达学报》期刊编辑部

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