[發明專利]一種脈間跳頻積累的隨機輻射雷達高分辨成像方法

有效

• 申請號: 202111120163.X
• 申請日: 2021-09-24
• 公開（公告）號: CN113835087B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 黃鈺林;張寅;覃千洋;毛德慶;張永超;楊海光;楊建宇;張永偉
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89;G01S7/41
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明公開了一種脈間跳頻積累的隨機輻射雷達成像方法，本發明的方法產生一系列具有不同發射頻率的脈沖，再對脈沖信號進行采樣和相應積累，通過事先配置幅度相位矩陣使積累后重排的新輻射場矩陣滿足幅度相位正交分布，最后把積累后獲得的回波信息和輻射場矩陣進行反演獲取目標信息。本發明的方法將不同頻率的信息經過相應積累后結合幅度相位跳頻配置，可以使輻射場矩陣秩沿陣元維度突破，增強輻射場矩陣的非相關性，反演后獲得更高的成像性能。

技術領域

本發明屬于雷達成像技術領域，具體涉及一種隨機輻射成像方法。

背景技術

雷達成像在很多領域中有著很重要的應用，如海洋觀測、惡劣天氣監測等。隨機輻射雷達是一種新體制雷達，高分辨成像始終是該領域的研究熱點。

文獻“Xu,R.,Li,Y.,Xing,M.,Shao,P.(2014,October).3-D ghost imagingwith microwave radar.In Imaging Systems and Techniques(IST),2014IEEEInternational Conference on(pp.190-194).IEEE.”中，作者利用相控陣天線調制其起始相位，利用兩位空間波束形成構造空-時兩維隨機輻射場，該方法通過空-時兩維隨機輻射場凝視固定區域內的目標，利用接收的散射回波與隨機輻射場間的逆運算關系，獲得觀測區域內目標的高分辨成像。但該方法因天線孔徑限制，使隨機輻射場的隨機性因發射信號的時延傳播而降低，成像分辨率因隨機輻射場隨機性的降低而下降。文獻“Guo,Yuanyue,Xuezhi He,and Dongjin Wang.A novel super-resolution imaging method based onstochastic radiation radar array.Measurement Science and Technology 24.7(2013):074013.”中，作者提出了一種基于隨機噪聲輻射的空時兩維隨機輻射場產生方法，利用接收的回波與輻射場矩陣，得到觀測區域內目標的高分辨成像。但文獻中所述的隨機輻射場構造方法，形成的輻射場分布含有較高的冗余信息，在有限帶寬的陣列孔徑下輻射場的矩陣相關性較高。文獻“D.Mao,Y.Zhang,Y.Zhang,Y.Huang and J.Yang,Stochasticradiation radar imaging based on the 2-D amplitude-phase orthogonaldistribution array,2018IEEE Radar Conference(RadarConf18),Oklahoma City,OK,2018,pp.0235-0239,doi:10.1109/RADAR.2018.8378563”中，作者提出了APOD方法，主要是通過產生二維幅度相位的正交矩陣配置于陣列天線中產生空時幅相正交的發射信號，該方法可以減少隨機輻射場的冗余信息，增強其隨機性，進一步提高隨機輻射雷達成像性能。但是該方法產生的輻射場矩陣的秩仍受發射天線個數限制，因此分辨率受瓶頸限制，不能獲得更好的成像性能。

發明內容

為解決現有技術存在的上述問題，本發明提出了一種脈間跳頻積累的隨機輻射雷達成像方法。

本發明的具體技術方案為：一種脈間跳頻積累的隨機輻射雷達成像方法，包括如下步驟：

步驟一，隨機輻射雷達回波信號模型的建立，

所述隨機輻射雷達采用多發一收均勻面陣天線的工作模式，設天線行和列的個數分別為M和N，則包含MN-1根發射天線陣元與1根接收天線陣元，設天線離地面場景高度為H，天線陣元間距為D，Ω代表成像場景區域，P為場景區域中的某一個目標點；

各個發射天線陣列發送隨機信號以獲取空時二維隨機輻射場，則第i個發射天線陣元的發射信號為：