[發明專利]一種窄帶無源雷達三維成像方法及系統

有效

• 申請號: 201810135294.7
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108303694B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 劉玉春;程琳;王洪雁;朱思峰;朱海;朱磊;豆桂平
• 申請（專利權）人: 周口師范學院
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89;G01S7/40
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

本發明公開一種窄帶無源雷達三維成像方法及系統，所述方法先根據獲取的接收機、轉臺轉動中心和外輻射源的位置，構建三維旋轉成像模型直角坐標系；利用接收機獲取成像目標的兩種窄帶調頻回波信號；所述兩種窄帶調頻回波信號分別為繞Z軸旋轉的窄帶調頻回波信號以及先繞Z軸旋轉再繞Y軸旋轉的窄帶調頻回波信號；其次對兩種所述窄帶調頻回波信號進行預處理，獲得離散回波信號矩陣；然后根據所述離散回波信號矩陣確定信號匹配矩陣；最后根據所述離散回波信號矩陣和所述信號匹配矩陣得到聚焦成像。本發明不僅能夠實現窄帶無源雷達三維成像，同時避開了現有方案需要建立四維回波信號矩陣的過程，減小了存儲負擔，降低了算法復雜度。

技術領域

本發明涉及雷達三維成像技術領域，特別是涉及一種窄帶無源雷達三維成像方法及系統。

背景技術

無源雷達成像技術是無源雷達研究領域的一個熱點課題。目前無源雷達成像技術主要對二維成像進行了集中研究。早在本世紀初，美國伊利諾伊大學就利用民用外輻射源信號采用傅里葉逆變換技術成功對目標成像，在此基礎上，二維窄帶無源雷達成像的頻域和時域算法也被提出。

目前三維成像是雷達成像領域的前沿和熱點課題，現在的雷達三維成像技術主要包括合成孔徑雷達、逆合成孔徑雷達、太赫茲等技術，由以上技術組成的三維雷達成像系統多為主動雷達系統，為了得到高分辨成像結果，需要采用寬帶或超寬帶信號，但并沒有對窄帶進行研究，因此如何設計一種窄帶無源雷達三維成像成為本領域亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種窄帶無源雷達三維成像方法及系統，以實現利用窄帶進行無源雷達三維成像。

為實現上述目的，本發明提供一種窄帶無源雷達三維成像方法，其特征在于，所述方法包括：

根據獲取的接收機、轉臺轉動中心和外輻射源的位置，構建三維旋轉成像模型直角坐標系；

利用接收機獲取成像目標的兩種窄帶調頻回波信號；所述兩種窄帶調頻回波信號分別為繞Z軸旋轉的窄帶調頻回波信號以及先繞Z軸旋轉再繞Y軸旋轉的窄帶調頻回波信號；其中，所述三維旋轉成像模型直角坐標系中的X軸由接收機、轉臺轉動中心和外輻射源的位置確定的，Y軸為與所述X軸垂直的軸線，由接收機、轉臺轉動中心和外輻射源構成的平面為XOY平面，Z軸為與XOY平面垂直垂直的軸線；

對兩種所述窄帶調頻回波信號進行預處理，獲得離散回波信號矩陣；

根據所述離散回波信號矩陣確定信號匹配矩陣；

根據所述離散回波信號矩陣和所述信號匹配矩陣得到聚焦成像。

可選的，所述對兩種所述窄帶調頻回波信號進行預處理，獲得離散回波信號矩陣，具體包括：

對兩種所述窄帶調頻回波信號分別進行混頻和補償處理，獲得兩種補償后的窄帶調頻回波信號；

對兩種所述補償后的窄帶調頻回波信號進行合成處理，獲得合成回波信號；

對所述合成回波信號進行離散采樣，獲得離散回波信號矩陣。

可選的，所述根據所述離散回波信號矩陣確定信號匹配矩陣，具體包括：

對成像目標所在的立體空間進行網格劃分；

根據所述離散回波信號矩陣確定網格處散射點的離散回波信號矩陣；

根據所述網格處散射點的離散回波信號矩陣確定信號匹配矩陣。

可選的，利用接收機獲取成像目標的兩種窄帶調頻回波信號，具體公式為：