[发明专利]一种基于MIAA的分布式雷达成像方法

说明书

本发明提供的一种基于MIAA的分布式雷达成像方法，在调频连续波雷达的基础之上，利用MIMO形式，通过分置多部雷达，并控制雷达之间的距离。通过获取每个雷达的回波信号的采样数据；确定与采样数据格式相同的丢失数据；对采样数据进行初始谱估计，获得采样数据的频谱；在完整数据的干涉协方差矩阵已知的条件下，基于频谱中幅度谱与采样数据的线性关系，确定丢失数据与采样数据的线性关系；在丢失数据与采样数据的线性关系的基础上，利用最小均方误差准则估计丢失数据中的数据值，以将缺失部分数据补全，使其效果等同于一部大孔径雷达，进而完成雷达的高分辨成像，提高车载雷达成像的灵活性，同时降低成本。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体涉及一种基于MIAA的分布式雷达成像方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)可以对目标和雷达之间相对运动引起的多普勒频移进行处理，有效地提高雷达成像的分辨率。

SAR按照波形划分，可以分为脉冲体制SAR和连续波体制SAR。脉冲体制SAR是常见的SAR体制，以一定的时间间隔发射SAR相关脉冲信号，但是这种体制雷达的功耗很大，而且容易被截获，因而脉冲体制SAR的应用受到了限制。

雷达成像的高分辨一直是众多雷达研究人员不懈的追求，SAR可以通过建立目标与雷达的相对运动来创建虚拟孔径进而提高雷达的分辨率，但是目前的SAR大多都是装载在卫星或者飞机这种大型设备上，且雷达系统造价高昂，耗费时间较长，这种情况非常不利于民用，也极大的局限了SAR的发展。并且SAR成像需要建立目标和雷达之间的相对运动，这使得SAR成像在一些特定的高分辨成像环境下具有很大的局限性，比如车载雷达成像。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于MIAA的分布式雷达成像方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供的一种基于MIAA的分布式雷达成像方法，应用于包含多部雷达的雷达系统包括：

获取每个雷达的回波信号的采样数据；

确定与所述采样数据格式相同的丢失数据；

其中，所述丢失数据中的数据值未知，所述采样数据以及丢失数据构成回波信号的完整数据；

对所述采样数据进行初始谱估计，获得所述采样数据的频谱；

在所述完整数据的干涉协方差矩阵已知的条件下，基于频谱中幅度谱与采样数据的线性关系，确定丢失数据与采样数据的线性关系；

在丢失数据与采样数据的线性关系的基础上，利用最小均方误差准则估计丢失数据中的数据值；

将估计完成的丢失数据以及采样数据还原回波信号。

可选的，对所述采样数据进行初始谱估计，获得所述采样数据的频谱包括：

设置所述采样数据以及丢失数据在采样频点的傅里叶向量；

将所述傅里叶向量组成矩阵；

将回波信号表示为包含所述矩阵以及完整数据的第一表示式；

其中，所述完整数据包括采样数据以及丢失数据；

计算所述采样数据在每一个采样频点的干涉协方差矩阵；

基于所述干涉协方差矩阵，利用加权最小二乘准则计算所述采样数据在每个采样频点的谱估计；

基于每个采样频点的谱估计，确定采样数据在采样频点的幅度；

将每个采样频点的谱估计以及对应的幅度组成频谱。

其中，所述采样数据表示为：