[发明专利]多发多收合成孔径雷达成像方法

说明书

一种多发多收合成孔径雷达成像方法，包括：设置参数；根据所述方位向发射天线个数，确定相应数量正交的多维波形编码信号；根据距离向子带个数，确定距离向阵元的发射波形；将信号发射至待成像的场景；所述信号经待成像物体反射后，接收模块接收该信号，并转发给处理系统进行采样；基于采样过的信号，通过空域滤波，将多个距离向子带的反射回波分离；通过频域滤波，将所述多个距离向子带的反射回波进一步分离，提升该些距离向子带信号之间的隔离度；将分离后的距离向子带的反射回波进行解调，从而得到每个方位向发射天线对应的接收回波；对所述接收回波利用多发多收合成孔径雷达成像方法进行成像。

技术领域

本发明涉及电子信息技术雷达技术领域，尤其涉及一种基于多维波形编码信号和收发全数字波束形成的多发多收合成孔径雷达(Multi-input Multi-output SyntheticAperture Radar，MIMO-SAR)成像方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)作为一种全天候、全天时、高分辨率的主动式微波成像雷达，具备了可见光、红外等探测系统难以比拟的优点，在军事侦察、灾害监测、地形测绘、海洋研究、资源勘探等诸多领域得到了广泛应用。其基本原理是利用方位向小孔径的天线与目标之间的相对运动虚拟合成一个大的天线，从而得到更高的方位向分辨率。

对于传统的合成孔径雷达，要增大测绘幅宽则需要减小天线的面积，而天线面积减小将降低天线的增益，使功率孔径积变小，成像能力变差。除此以外，高的方位分辨率要求SAR系统具有较高的脉冲重复频率，而高脉冲重复频率则会导致脉冲盲区增大，进一步限制了测绘幅宽。所以单通道SAR和单发多收SAR无法满足日益增长的测绘需求，而多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)提供的多个通道和大的天线面积，可以满足既能增大天线面积，又能保持大的测绘幅宽的需求；而且方位向多个等效相位中心可以提高系统的多普勒分辨力，从而放宽脉冲重复频率的限制。

MIMO-SAR通过方位向发射多个正交波形并同时接收，从而实现多个等效相位中心，其中正交频分复用-线性调频(Orthogonal Frequency Division Multiplexing-chirp，OFDM-chirp)信号是一种有效的编码方式。而OFDM-chirp信号由于其自身固有的距离模糊的特性，其测绘带宽必须限制在最大不模糊距离以内，无法真正实现高分宽幅测绘。采用接收端的数字波束成形技术可以对距离模糊进行抑制，但是会牺牲信噪比，导致无法进一步提升距离向的测绘带宽。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出了一种多发多收合成孔径雷达成像方法，以至少部分解决现有方法中存在的天线面积小导致的测绘幅宽小，增益低，成像能力，以及传统MIMO-SAR使用的编码方式OFDM-chirp，OFDM-chirp无法真正实现高分宽幅测绘的问题。

(二)技术方案

在本发明的一方面，一种多发多收合成孔径雷达成像方法，包括：

设置参数，所述参数包括方位向发射天线个数、距离向子带个数、距离向阵元个数，以及方位向接收天线个数；

根据所述方位向发射天线个数，确定相应数量正交的多维波形编码信号；

根据距离向子带个数，确定距离向阵元的发射波形；

根据所述编码信号和发射波形将信号发射至待成像的场景；

接收所述信号经待成像物体反射后的信号并进行采样；

基于采样过的信号，通过空域滤波，将多个距离向子带的反射回波分离；

通过频域滤波，将所述多个距离向子带的反射回波进一步分离，提升该些距离向子带信号之间的隔离度；