[发明专利]一种基于递归结构波束形成的二维成像方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于递归结构波束形成的二维成像方法，根据雷达回波信号确定每个散射点的偏转方位和偏转俯仰，获取期望波束的空域参数信息，根据偏转方位和偏转俯仰以及期望波束的空域参数信息，利用空时等效性，构造每个散射点的二阵元一级反馈波束形成器的二维递归结构波束响应表达式，通过二维递归结构波束响应表达式获得每个散射点的波束输出信号，根据强度幅值与灰度等级的对应关系，确定每个散射点的匹配滤波后的波束输出信号对应的灰度等级以及每个散射点在方位俯仰平面上的位置，生成待成像目标的二维成像。本发明利用递归结构极窄束宽波束形成技术实现了高精度成像，并通过较少阵元实现极窄束宽，在兼顾稳健性的同时改善分辨率性能。

技术领域

本发明涉及雷达成像技术领域，特别是涉及一种基于递归结构波束形成的二维成像方法及系统。

背景技术

当前，精密跟踪成像雷达的成像采用一维距离像技术或ISAR像识别技术，而一维距离像技术和ISAR(Inverse SyntheticAperture Radar，逆合成孔径雷达)像识别技术分别面临主瓣干扰、成像速度、成像平面稳定性、成像易读性、匹配识别准确率等瓶颈问题。

波束形成本质上是一种空域滤波技术，它基于一定的准则来获得波束形成器的加权系数，使得波束主瓣只对准期望信号方向且只接收期望方向信号，同时最大可能地抑制其他方向的干扰信号和背景噪声，以此达到相应分辨率要求。现有的精密跟踪成像雷达所使用的波束形成器结构(该结构与时域非递归滤波器相同)都是对阵元信号进行加权求和，根据空时等效性，形成极窄束宽需要的阵元数量非常巨大。而且非递归型滤波器的频谱存在旁瓣干扰，阻带波纹会影响信号接收，同时所形成的波束在带宽上不够理想，分辨率不高，导致波束形成效果较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于递归结构波束形成的二维成像方法及系统，以通过递归结构波束形成技术实现高精度成像。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于递归结构波束形成的二维成像方法，所述方法包括：

通过雷达系统接收待成像目标上每个散射点发射的信号，作为每个散射点的雷达回波信号；

根据每个散射点的雷达回波信号，确定每个散射点的偏转方位和偏转俯仰；

获取期望波束的空域参数信息；所述空域参数信息包括空间采样频率、空间采样周期和入射信号的空间频率；

根据每个散射点的偏转方位和偏转俯仰以及所述期望波束的空域参数信息，利用空时等效性，构造每个散射点的二阵元一级反馈波束形成器的二维递归结构波束响应表达式；

将每个散射点的雷达回波信号分别输入每个散射点的二阵元一级反馈波束形成器的二维递归结构波束响应表达式，获得每个散射点的波束输出信号；

利用匹配滤波器对每个散射点的波束输出信号分别进行匹配滤波，并确定每个散射点的匹配滤波后的波束输出信号的强度幅值；

根据强度幅值与灰度等级的对应关系，确定每个散射点的匹配滤波后的波束输出信号对应的灰度等级；

根据每个散射点的偏转方位和偏转俯仰，确定每个散射点在方位俯仰平面上的位置；

根据每个散射点的匹配滤波后的波束输出信号对应的灰度等级和每个散射点在方位俯仰平面上的位置，生成所述待成像目标的二维成像。

可选的，所述根据每个散射点的雷达回波信号，确定每个散射点的偏转方位和偏转俯仰，具体包括：