[發(fā)明專利]聯(lián)合發(fā)射陣列與脈沖編碼的機載MIMO-SAR距離模糊分離方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111597747.6
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114325595A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 牛世林;朱岱寅;金國棟;程遠(yuǎn);王宇;俞旗烽
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01S7/292
• 分類號: G01S7/292;G01S13/90
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

1.一種聯(lián)合發(fā)射陣列與脈沖編碼的機載MIMO-SAR距離模糊分離方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟一，構(gòu)建發(fā)射信號相位編碼矩陣，在每一個脈沖重復(fù)間隔PRI內(nèi)，對各發(fā)射機的發(fā)射信號附加獨立的相位編碼；

步驟二，對各接收機回波數(shù)據(jù)在方位向進(jìn)行帶通濾波，進(jìn)而分離不同發(fā)射機發(fā)射信號經(jīng)地面目標(biāo)散射后的回波；

步驟三，對步驟二分離后的回波進(jìn)行距離向脈沖壓縮并向量化，再對脈壓后數(shù)據(jù)中的相位編碼進(jìn)行解碼操作；

步驟四，構(gòu)建空域濾波導(dǎo)引矢量矩陣，分離期望信號與距離模糊信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聯(lián)合發(fā)射陣列與脈沖編碼的機載MIMO-SAR距離模糊分離方法，其特征在于，在步驟一中，所述構(gòu)建發(fā)射信號相位編碼矩陣，具體公式為：

其中，c_i是一個長度M的列向量；下標(biāo)i代表第i個PRI；M為發(fā)射機數(shù)量；[·]^T為轉(zhuǎn)置操作。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聯(lián)合發(fā)射陣列與脈沖編碼的機載MIMO-SAR距離模糊分離方法，其特征在于，在步驟一中，所述在每一個PRI內(nèi)，對各發(fā)射機的發(fā)射信號附加獨立的相位編碼，具體發(fā)射信號表達(dá)式為：

其中，表示在第i個PRI，第m個發(fā)射機的發(fā)射信號；rect(·)為矩形窗函數(shù)；c_i,m表示長度M的列向量c_i中第m個元素；M為發(fā)射機數(shù)量；τ為距離向快時間；K_r為調(diào)頻率；T_p為脈沖寬度；f₀為載頻。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聯(lián)合發(fā)射陣列與脈沖編碼的機載MIMO-SAR距離模糊分離方法，其特征在于，在步驟二中，所述對各接收機回波數(shù)據(jù)在方位向進(jìn)行帶通濾波，進(jìn)而分離不同發(fā)射機發(fā)射信號經(jīng)地面目標(biāo)散射后的回波，具體步驟如下：

分別針對每個接收機接收的回波數(shù)據(jù)，進(jìn)行方位向傅里葉變換FFT，隨后進(jìn)行方位向帶通濾波，最后進(jìn)行方位向逆FFT操作，得到分離后的回波；則第n個接收機接收到第m個發(fā)射機發(fā)出波形經(jīng)過地面散射后的回波數(shù)據(jù)s_n,m(k,τ)可通過以下公式獲取：

其中，下標(biāo)n和m分別代表第n個接收機和第m個發(fā)射機；M為發(fā)射機數(shù)量；N為接收機數(shù)量；下標(biāo)k代表第k個采樣時間窗；FFT_a{·}代表方位向FFT操作；IFFT_a{·}為方位向逆FFT操作；f_a為方位向頻率軸；s_n(k,τ)代表第n個接收機的接收回波數(shù)據(jù)；s_n,m(k,τ)代表從s_n(k,τ)中分離出第m個發(fā)射機發(fā)出波形經(jīng)過地面散射后的回波。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種聯(lián)合發(fā)射陣列與脈沖編碼的機載MIMO-SAR距離模糊分離方法，其特征在于，在步驟三中，所述對步驟二分離后的回波進(jìn)行距離向脈沖壓縮并向量化，再對脈壓后數(shù)據(jù)中的相位編碼進(jìn)行解碼操作，具體操作如下：

步驟三一：對所述回波數(shù)據(jù)s_n,m(k,τ)進(jìn)行距離向脈沖壓縮，得到脈壓回波數(shù)據(jù)s_n,m′(k,τ)；

步驟三二：對所述脈壓回波數(shù)據(jù)s_n,m′(k,τ)構(gòu)建脈壓數(shù)據(jù)向量s′(k,τ)，具體公式為：

步驟三二：對脈壓后數(shù)據(jù)中的相位編碼進(jìn)行解碼操作，具體包括：

對所述脈壓數(shù)據(jù)向量s′(k,τ)在方位向進(jìn)行解碼，解碼脈壓數(shù)據(jù)向量可通過如下公式獲得：

其中，表示Kronecker積；⊙表示Hadamard積；[·]^*表示共軛操作；1_N表示N維列向量；c_k表示第k次脈沖發(fā)射時所采用的相位編碼矩陣；

解碼脈壓數(shù)據(jù)向量具體表達(dá)式為：

其中，代表對脈壓回波數(shù)據(jù)s_n,m′(k,τ)解碼后的結(jié)果。