[发明专利]一种基于不同码速随机跳频的微波凝视关联成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及雷达成像技术领域，尤其涉及一种基于不同码速随机跳频的微波凝视关联成像装置。

背景技术

雷达成像（Radar Imaging）技术是雷达发展史上的一个飞跃，其拓展了雷达最初的检测（Detection）和测距（Ranging）的功能，其出现使得雷达能利用获取的电磁散射信息，获得对场景的全景雷达图像。合成孔径雷达（SAR）虽然具有高的方位向分辨率，但其重访周期长，在需要长时间（准）连续凝视观测和成像的场景下，存在不可避免的先天劣势；传统的实孔径雷达凝视成像，其角度分辨率受实际天线阵列孔径限制，限制了其在实际中的应用。

对于微波凝视关联成像，理想的时空两维随机辐射场是实现上述微波凝视关联成像的先决条件，其随机特征表现为时、空两维的非相关特性，即：观测区域内任意不同分辨单元上的辐射场之间具有非相关特征，不同时刻观测区域内的辐射场之间具有非相关特征。

影响时空两维随机辐射场的随机特性因素主要包括雷达阵列发射脉冲信号的形式、带宽、码速，以及发射阵列的空间排布和不同频率下的发射天线的远区幅度相位分布等。如何在有限的雷达阵列规模、有限的信号带宽、较低的码速的工程条件下，构造随机辐射关联成像雷达阵列以实现较好的时、空两维随机辐射场仍是一个未解决的技术难题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种基于不同码速随机跳频的微波凝视关联成像装置，实现较好的时、空两维随机辐射场。

本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于不同码速随机跳频的微波凝视关联成像装置，包括随机辐射单元、总控单元、接收单元、关联成像单元：

所述随机辐射单元根据所述总控单元发送的控制信息生成微波脉冲信号并发射，所述微波脉冲信号在目标区域形成时、空两维随机特性的辐射场，目标区域中观测目标的散射回波由所述接收单元接收，所述关联成像单元将所述散射回波与所述辐射场进行关联处理，得到观测目标的反演图像；

其中，每个辐射天线发射的所述微波脉冲信号的脉冲周期和脉冲重复频率相同，所述微波脉冲信号包括多个随机跳频子脉冲，所述随机跳频子脉冲的频点为带宽范围内随机选择，不同辐射天线发射的所述微波脉冲信号的随机跳频子脉冲码速不同且跳频图案正交。

由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，基于不同码速随机跳频的微波凝视关联成像装置，在有限的信号带宽和较低的随机跳频码速条件下，在目标区域形成了较好时、空两维随机特性的辐射场，克服现有随机跳频雷达阵列所产生辐射场随机性不理想的缺点，提高了微波辐射场的时、空两维随机特性，降低了散射回波采样样本的冗余性，以利于实现微波凝视关联成像,获得超越天线孔径限制的高分辨。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例基于不同码速随机跳频的微波凝视关联成像装置示意图。

图2为本发明实施例基于不同码速随机跳频的微波凝视关联成像装置具体构成示意图。

图3为本发明实施例基于不同码速随机跳频的微波凝视关联成像装置不同码速随机跳频脉冲信号示意图。

图4为本发明实施例基于不同码速随机跳频的微波凝视关联成像装置微波凝视关联成像观测场景构型示意图。

图5为本发明实施例基于不同码速随机跳频的微波凝视关联成像装置观测区域内观测目标后向散射系数分布示意图。

图6为本发明实施例基于不同码速随机跳频的微波凝视关联成像装置各随机辐射单元在发射相同码速随机跳频信号和不同码速随机跳频信号情况下，观测目标临近的两散射点O_p,O_q的辐射场与发射波形抽样时刻的对映关系示意图。

图7为本发明实施例基于不同码速随机跳频的微波凝视关联成像装置在不同码速随机跳频信号的子码跳频周期在34ns～46ns范围内随机选择情况下，在观测目标t1和t2时刻归一化的微波随机辐射场分布图示意图。

图8为本发明实施例基于不同码速随机跳频的微波凝视关联成像装置在相同码速随机跳频信号情况下，微波随机辐射场空间相关性和对图5观测目标的仿真成像结果示意图。