[發(fā)明專利]基于頻率捷變MIMO雷達(dá)的目標(biāo)微波關(guān)聯(lián)成像方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110976256.6
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113820710B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 全英匯;張瑞;李亞超;朱圣棋;邢孟道
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89;G01S7/41;G01S7/36
• 代理公司: 西安睿通知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

1.基于頻率捷變MIMO雷達(dá)的目標(biāo)微波關(guān)聯(lián)成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)設(shè)MIMO雷達(dá)發(fā)射端有M個發(fā)射天線，接收端有一個接收天線，各個天線依次線性排列，相鄰發(fā)射天線間距為且以第一個天線為參考天線，其中M≥2，λ表示波長；

(2)MIMO雷達(dá)的M個發(fā)射天線以跳頻間隔Δf發(fā)射頻率捷變信號，則M個發(fā)射天線在第l個脈沖內(nèi)的發(fā)射信號為l∈{1，2，…，L}，L表示脈沖總數(shù)；表示快時間，t_l＝lT_r表示慢時間，T_r表示脈沖重復(fù)周期；

(3)將成像平面均勻劃分為Q個大小相同的成像網(wǎng)格，且設(shè)目標(biāo)散射點(diǎn)位于成像網(wǎng)格中心，則目標(biāo)散射系數(shù)表示為β＝[β₁，β₂，…，β_Q]^T，其中{·}^T表示向量轉(zhuǎn)置操作，β_q表示第q個成像網(wǎng)格中心處的目標(biāo)散射點(diǎn)的散射系數(shù)，q∈{1，2，…，Q}；

(4)在第l個脈沖內(nèi)，接收天線接收到的散射系數(shù)為β_q的目標(biāo)回波信號為將第l個脈沖內(nèi)接收到的目標(biāo)回波信號進(jìn)行脈沖壓縮處理，得到脈壓后的目標(biāo)回波信號S_q(t_l)；

(5)根據(jù)脈壓后的目標(biāo)回波信號S_q(t_l)，定義成像平面上r_q處的參考信號s_ref(t_l，r_q)，將脈壓后的目標(biāo)回波信號改寫為用參考信號表示：S_q(t_l)＝β_qs_ref(t_l，r_q)；

(6)將第l個脈沖內(nèi)接收天線接收到的所有Q個成像網(wǎng)格內(nèi)目標(biāo)的回波信號S(t_l)用參考信號表示，并將其寫成矩陣形式作為目標(biāo)方程式；

(7)利用正交匹配追蹤算法求解所述目標(biāo)方程式，得到目標(biāo)散射系數(shù)的估計(jì)值即為目標(biāo)微波關(guān)聯(lián)成像結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于頻率捷變MIMO雷達(dá)的目標(biāo)微波關(guān)聯(lián)成像方法，其特征在于，步驟2中，所述M個發(fā)射天線在第l個脈沖內(nèi)的發(fā)射信號的表達(dá)式為：

其中，rect(·)表示矩形包絡(luò)，T_P表示脈沖寬度，μ表示調(diào)頻率，表示第m個發(fā)射天線在第l個脈沖的載頻，m∈{1，2，…，M}，f_c表示起始載頻，表示第m個發(fā)射天線在第l個脈沖的頻率調(diào)制碼字，的值使用rand函數(shù)確定，△f表示跳頻間隔。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于頻率捷變MIMO雷達(dá)的目標(biāo)微波關(guān)聯(lián)成像方法，其特征在于，所述接收天線接收到的散射系數(shù)為β_q的目標(biāo)回波信號的表達(dá)式為：

其中，表示第m個發(fā)射天線的發(fā)射信號經(jīng)過散射系數(shù)為β_q的目標(biāo)反射后到達(dá)接收天線處的時延，R_trans，m表示第m個發(fā)射天線在成像平面中的位置矢量，R_rec，1表示一個接收天線在成像平面中的位置矢量，r_q表示第q個成像網(wǎng)格處的位置矢量，||·||表示求范數(shù)，c表示光速；

所述將第l個脈沖內(nèi)接收到的目標(biāo)回波信號進(jìn)行脈沖壓縮處理，具體為：

其中，*表示轉(zhuǎn)置操作符號，t表示全時間；

對上式進(jìn)行化簡，得到脈壓后的目標(biāo)回波信號S_q(t_l)：

其中，sinc(·)表示辛克函數(shù)，B表示信號帶寬，表示第1個發(fā)射天線的發(fā)射信號經(jīng)過散射系數(shù)為β_q的目標(biāo)反射后到達(dá)接收天線處的時延，表示第2個發(fā)射天線的發(fā)射信號經(jīng)過散射系數(shù)為β_q的目標(biāo)反射后到達(dá)接收天線處的時延，表示第M個發(fā)射天線的發(fā)射信號經(jīng)過散射系數(shù)為β_q的目標(biāo)反射后到達(dá)接收天線處的時延。