[發(fā)明專利]低信噪比條件下的微波凝視關聯(lián)成像方法

有效

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• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107678028B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設計）人: 郭圓月;袁博;王東進;陳衛(wèi)東;鄧杰;夏瑞;李泓旻
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

本發(fā)明公開了一種低信噪比條件下的微波凝視關聯(lián)成像方法，包括：微波隨機輻射源陣列各個發(fā)射單元同步發(fā)射長時寬且隨機調頻脈沖信號；在天線波束覆蓋區(qū)域內形成隨機輻射場，與觀測目標相互作用，產生散射回波；由單路接收機同步接收散射回波信號，再進行并行脈沖壓縮處理；由閾值門限優(yōu)化選擇的散射回波信號樣本，并與相應時刻基于并行脈沖壓縮處理的修正隨機輻射場，共同構建新型關聯(lián)成像模型；基于新型關聯(lián)成像模型，通過關聯(lián)成像算法，反演得到觀測目標圖像。該方法能夠在低回波信噪比的條件下，實現(xiàn)對目標的高分辨成像。

技術領域

本發(fā)明涉及雷達技術領域，尤其涉及一種微波凝視關聯(lián)成像方法。

背景技術

雷達成像(Radar Imaging)技術的發(fā)展，使得雷達的應用范圍從最初的檢測和測距，擴展到獲取特定區(qū)域的全景圖像，因而得到了廣泛的關注和研究。雷達成像領域中，較成熟的合成孔徑雷達(SAR)以及逆合成孔徑雷達(ISAR)成像技術，雖然能獲得較高的分辨率，但其均需要對目標大的觀測視角以獲得較高的方位分辨率，而使其應用范圍受到了極大的限制。傳統(tǒng)的實孔徑雷達凝視成像，其角度分辨率受限于實際的天線陣列孔徑，因而其應用范圍極大受限。

微波凝視關聯(lián)成像因為具有超越實孔徑雷達成像分辨率極限以及快速成像的優(yōu)點，在最近幾年取得了較快的發(fā)展。該成像方法的核心是構造一個具有時空兩維隨機特性的輻射場照射目標區(qū)域，使位于不同位置的目標散射獨立的時變的回波，最后對回波和預置的輻射場進行關聯(lián)處理得到目標的雷達圖像。

在實際應用中，微波凝視關聯(lián)成像系統(tǒng)一般通過多個發(fā)射單元發(fā)射隨機跳頻信號，得到具有時空兩維隨機特性的輻射場。在傳統(tǒng)的凝視關聯(lián)成像方案中，受限于發(fā)射功率、目標距離等因素，回波信號的信噪比(SNR)通常較低而無法滿足成像的需要。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種低信噪比條件下的微波凝視關聯(lián)成像方法，可以極大的提高成效效果，實現(xiàn)對觀測目標的超分辨成像。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種低信噪比條件下的微波凝視關聯(lián)成像方法，包括：

微波隨機輻射源陣列各個發(fā)射單元同步發(fā)射長時寬且隨機調頻脈沖信號；

在天線波束覆蓋區(qū)域內形成隨機輻射場，與觀測目標相互作用，產生散射回波；

由單路接收機同步接收散射回波信號，再進行并行脈沖壓縮處理；

由閾值門限優(yōu)化選擇的散射回波信號樣本，并與相應時刻基于并行脈沖壓縮處理的修正隨機輻射場，共同構建新型關聯(lián)成像模型；

基于新型關聯(lián)成像模型，通過關聯(lián)成像算法，反演得到觀測目標圖像。

由上述本發(fā)明提供的技術方案可以看出，基于多路同步發(fā)射、單路并行脈沖壓縮接收的微波凝視關聯(lián)成像方式，能夠在低回波信噪比的條件下，實現(xiàn)對目標的高分辨成像。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種微波凝視關聯(lián)成像方法的成像場景示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種低信噪比條件下的微波凝視關聯(lián)成像方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的仿真目標模型示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的接收機所接收的某一次散射回波脈沖信號波形及其經(jīng)并行脈沖壓縮后的輸出信號波形；

圖5為本發(fā)明實施例提供的不同信噪比條件下，傳統(tǒng)微波凝視關聯(lián)成像方法反演的目標圖像示意圖；