[發(fā)明專利]基于條帶分割和數(shù)據(jù)融合的快速關(guān)聯(lián)成像方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710385506.2
• 申請(qǐng)日: 2017-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN107102326B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭圓月;鄧杰;王東進(jìn);陳衛(wèi)東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/89
• 分類號(hào): G01S13/89
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種基于條帶分割和數(shù)據(jù)融合的快速關(guān)聯(lián)成像方法，其特征在于，包括：

控制天線輻射陣列的各個(gè)天線輻射單元同步發(fā)射時(shí)空正交、獨(dú)立的隨機(jī)窄脈沖信號(hào)；

將所述天線輻射陣列的斜下視方向的成像區(qū)域在距離向分割成多個(gè)條帶，所述天線輻射陣列在每個(gè)所述條帶內(nèi)形成的時(shí)空隨機(jī)輻射場(chǎng)與相應(yīng)條帶內(nèi)的觀測(cè)目標(biāo)相互作用形成各個(gè)條帶的脈沖回波；

將每個(gè)所述脈沖回波劃分為多個(gè)回波距離門，將每個(gè)回波距離門劃分為多個(gè)回波亞門，在每個(gè)所述回波距離門內(nèi)的特定回波亞門內(nèi)進(jìn)行采樣，得到與各個(gè)所述條帶相對(duì)應(yīng)的多組回波采樣值；

利用每個(gè)所述條帶的時(shí)空隨機(jī)輻射場(chǎng)及對(duì)應(yīng)的多組回波采樣值，構(gòu)造并求解每個(gè)所述條帶的關(guān)聯(lián)成像方程，得到每個(gè)所述條帶的成像結(jié)果；

對(duì)各個(gè)所述條帶的成像結(jié)果進(jìn)行拼接，得到所述成像區(qū)域的整體成像結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述天線輻射陣列中各個(gè)天線輻射單元均勻分布但不限于均勻分布，所述天線輻射單元的位置為N為所述天線輻射單元數(shù)量的總和，單點(diǎn)接收機(jī)的位置為各個(gè)所述天線輻射單元同步發(fā)射隨機(jī)跳頻但不限于隨機(jī)跳頻的窄脈沖信號(hào)，第n個(gè)所述天線輻射單元的發(fā)射信號(hào)表示為：

其中，f_nl為第n個(gè)所述天線輻射單元的第l個(gè)脈沖的發(fā)射頻率，l＝1,...,L，L為總脈沖個(gè)數(shù)，τ為窄脈沖持續(xù)時(shí)間，T_p為脈沖間隔，T_p＞T_min+τ+Δτ，其中，Δτ為窄脈沖回波的展寬時(shí)間，Δτ＝2(R_max-R_min)/c＝T_max-T_min≈2Wsinθ/c，R_max、R_min分別為所述天線輻射陣列到所述成像區(qū)域遠(yuǎn)端和近端的距離，c＝3×10⁸m/s，T_max為所述天線輻射陣列的發(fā)射信號(hào)到達(dá)所述成像區(qū)域遠(yuǎn)端并返回到所述天線輻射陣列所需的時(shí)間，T_min為為所述天線輻射陣列的發(fā)射信號(hào)到達(dá)所述成像區(qū)域近端并返回到所述天線輻射陣列所需的時(shí)間，W為成像區(qū)域距離向?qū)挾龋葹樗鎏炀€輻射陣列相對(duì)于所述成像區(qū)域的斜下視角。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述天線輻射陣列的斜下視方向的成像區(qū)域在距離向上分割成多個(gè)條帶，包括：

根據(jù)窄脈沖雷達(dá)的距離門特征，將所述天線輻射陣列的斜下視方向的成像區(qū)域在距離向上劃分成多個(gè)不同的條帶，持續(xù)時(shí)間τ的脈沖覆蓋的條帶寬度為w＝cτ/2sinθ，條帶數(shù)為K＝[W/w]＝[2W sinθ/cτ]，[x]為向上取整函數(shù)，c＝3×10⁸m/s；

對(duì)所述成像區(qū)域進(jìn)行空間離散化處理，將每個(gè)所述條帶劃分為M個(gè)網(wǎng)格，M＝P×Q，P為所述成像區(qū)域方位向分辨單元數(shù)，Q為所述條帶距離向分辨單元數(shù)，ρ_a、ρ_r分別為所述成像區(qū)域方位向和距離向離散化的網(wǎng)格間距，第k個(gè)所述條帶內(nèi)的第j個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)中心的位置記為所述位置的目標(biāo)后向散射系數(shù)為觀測(cè)區(qū)域的第k個(gè)條帶表示為

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述天線輻射陣列在每個(gè)所述條帶內(nèi)形成的時(shí)空隨機(jī)輻射場(chǎng)與相應(yīng)條帶內(nèi)的觀測(cè)目標(biāo)相互作用形成各個(gè)條帶的脈沖回波，具體為：

每個(gè)所述天線輻射單元產(chǎn)生的隨機(jī)信號(hào)形成的時(shí)變隨機(jī)場(chǎng)在波束覆蓋的各個(gè)所述條帶內(nèi)進(jìn)行疊加，合成時(shí)、空兩維隨機(jī)輻射場(chǎng)，第k(k＝1,2,...,K)個(gè)所述條帶內(nèi)的任意一點(diǎn)處的入射場(chǎng)為：

所述入射場(chǎng)與所述觀測(cè)目標(biāo)相互作用形成的散射場(chǎng)經(jīng)過自由空間中的第二次傳播到達(dá)接收機(jī)，對(duì)于空間位置為的接收機(jī)收到的第k個(gè)條帶的脈沖回波為：

定義到達(dá)所述接收機(jī)的修正輻射場(chǎng),第k(k＝1,2,...,K)個(gè)所述條帶內(nèi)的任意一點(diǎn)處的修正輻射場(chǎng)可以表示為：

所述第k個(gè)條帶的散射回波與修正輻射場(chǎng)具有如下關(guān)系：