[發(fā)明專利]一種三維目標成像方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910889164.7
• 申請日: 2019-09-19
• 公開（公告）號: CN110609297A
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發(fā)明（設計）人: 陳碩;常超;庾韜穎;王睿星;黃崟東;張鵬程
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍軍事科學院國防科技創(chuàng)新研究院
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/48
• 代理公司: 11002 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 苗曉靜

本發(fā)明實施例公開了一種三維目標成像方法及裝置，方法包括：對三維回波信號矩陣進行傅里葉變換，得到空間域回波向量；對參考信號矩陣進行傅里葉變換，得到空間域參考信號矩陣；提取二維成像平面各分區(qū)的有脈沖響應的回波向量，并構(gòu)造與有脈沖響應的回波向量對應的參考信號矩陣；對二維成像平面各分區(qū)進行成像后，進行三維目標成像。本發(fā)明采用傅里葉變換方法得到空間域回波向量。進一步提取空間域回波向量中的有脈沖響應的空間域回波向量，剔除噪聲，提高了信噪比。此外，二維成像平面區(qū)域的劃分，使得二維成像平面各區(qū)域并行獨立成像，減小了參考信號矩陣規(guī)模，提高了計算能力和計算精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達三維成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三維目標成像方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著社會的發(fā)展，雷達高分辨率成像在確保國家戰(zhàn)略安全和促進國民經(jīng)濟發(fā)展方面扮演著越來越重要的角色。

太赫茲孔徑編碼成像借鑒微波關(guān)聯(lián)成像思想，通過陣列編碼孔徑對太赫茲波束的實時調(diào)制來取代微波關(guān)聯(lián)成像中的雷達陣列，實現(xiàn)更復雜多樣的空間波調(diào)制。相對于傳統(tǒng)雷達，太赫茲波具有更高頻率和更短波長，使得太赫茲雷達能夠提供更大的絕對帶寬，在相同孔徑天線條件下結(jié)合孔徑編碼技術(shù)，更易產(chǎn)生多樣性的照射模式和更快的模式切換速度，照射模式越多樣則自由度越高，回波中攜帶的目標信息越豐富，利用回波進行目標高分辨成像的潛力也就越大。

然而，太赫茲孔徑編碼三維成像主要存在兩方面問題。一方面，太赫茲孔徑編碼成像的計算難度取決于參考信號矩陣的規(guī)模大小。相較于二維成像，三維成像參考信號矩陣規(guī)模成倍擴張，對計算能力和計算精度提出較高要求。另一方面，真實成像環(huán)境噪聲大，所以信噪比較低條件下，常規(guī)方法難以實現(xiàn)三維高分辨成像。

發(fā)明內(nèi)容

由于現(xiàn)有方法存在上述問題，本發(fā)明實施例提出一種三維目標成像方法及裝置。

第一方面，本發(fā)明實施例提出一種三維目標成像方法，包括：

對三維回波信號矩陣進行傅里葉變換，得到空間域回波向量；

對參考信號矩陣進行傅里葉變換，得到空間域參考信號矩陣；

基于所述空間域回波向量提取二維成像平面各分區(qū)的有脈沖響應的回波向量，并基于空間域參考信號矩陣構(gòu)造與有脈沖響應的回波向量對應的參考信號矩陣；

根據(jù)所述有脈沖響應的回波向量和所述與有脈沖響應的回波向量對應的參考信號矩陣，對二維成像平面各分區(qū)進行成像，并根據(jù)二維成像平面各分區(qū)的成像進行三維目標成像。

可選地，所述對三維回波信號矩陣進行傅里葉變換，得到空間域回波向量之前，所述三維目標成像方法還包括：

根據(jù)輻射場信號和三維目標，確定回波信號；

對所述回波信號和太赫茲孔徑編碼收發(fā)天線內(nèi)部的本振信號進行混頻處理，得到基帶回波信號；

對所述基帶回波信號進行采樣處理，得到采樣后的基帶回波信號；

根據(jù)所述采樣后的基帶回波信號，構(gòu)造三維回波信號矩陣。

可選地，所述對三維回波信號矩陣進行傅里葉變換，得到空間域回波向量，具體包括：

對三維回波信號矩陣的第三維進行傅里葉變換，得到一維距離像；

對三維回波信號矩陣的第二維和第一維分別進行傅里葉變換，得到方位向成像結(jié)果和俯仰向成像結(jié)果；

根據(jù)所述一維距離像、所述方位向成像結(jié)果和所述俯仰向成像結(jié)果，得到空間域回波向量。

可選地，所述基于空間域參考信號矩陣構(gòu)造與有脈沖響應的回波向量對應的參考信號矩陣，具體包括：