[发明专利]MIMO-SAR脉间相位优化编码方法、装置、设备及介质

说明书

本公开提供了一种MIMO‑SAR脉间相位优化编码方法，包括：调制MIMO‑SAR的第一参数，以使MIMO‑SAR中各接收天线的等效相位中心的初相满足线性关系；调节MIMO‑SAR的第二参数，以使MIMO‑SAR中各接收天线的等效相位中心均匀分布；令MIMO‑SAR发射两路信号，其中，第一路信号的回波处于多普勒基带，第二信号回波的多普勒载频为PRF_e/2，PRF_e的取值为N.PRF，N为MIMO‑SAR的接收天线数目。本公开还提供了与方法对应的装置、电子设备及计算机存储介质。该方法可在不增加PRF的条件下获得更优的多路并行发射信号之间的干扰抑制能力，适用于星载多模式成像和高信噪比成像。此外，该方法的整个实施过程相对简单，不涉及复杂运算。

技术领域

本公开涉及雷达技术领域，尤其涉及一种MIMO-SAR脉间相位优化编码方法、装置、设备及介质。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是二十世纪中叶出现的一种主动式微波遥感成像雷达，具有分辨率高、全天时、全天候、多频段、多极化、可穿透等特点，已广泛应用于军事侦察、地质勘查、地形测绘、海洋勘测、农林勘查等领域，成为人类对地观测的一种不可替代手段。近年来，高信噪比成像和同时多模式成像正成为SAR应用热点。如海洋维权，需要在普查大范围领海内船舶整体分布情况的同时，对可疑船只进行高分辨率详查。然而，传统SAR系统自由度受限，难以满足应用要求。在此背景下，德国高频物理实验室的J.R.Ender在2007年国际雷达会议上提出了多输入多输出(Multi-Input Multi-Output，MIMO)合成孔径雷达概念。融合MIMO技术与SAR系统构成的新体制MIMO-SAR，不仅能获得远多于实际天线数目的等效观测通道，还可提升功率孔径积，为解决多模式成像、高分辨率成像等问题提供了有效的技术途径。

MIMO-SAR概念自提出以来，便受到了美国、欧洲等许多军事强国的关注，日益成为SAR领域研究热点。但作为一种新体制雷达，无论在国外还是在国内，都处于探索研究阶段。这主要是因为多路并行发射信号间的同频干扰过高，恶化的信杂比使雷达图像没有实际应用价值1围绕同频干扰抑制这一核心难题，国内外专家学者开展了广泛研究，并将目光聚焦到正交波形设计与分离。

目前，具备潜力的MIMO-SAR正交信号主要有OFDM Chirp、STSO和脉间相位编码这三种方案。然而，OFDM Chirp信号和STSO信号需要在俯仰向结合利用数字DBF技术。这就需要在俯仰向布设大量天线阵元。因此，OFDM Chirp和STSO信号方案的系统成本和复杂度很高，不便于工程实现。相比之下，C.Z.Meng等在论文“C.Z.Meng，J.Xu，X.G.Xia et al，“MIMO-SAR waveform separation based on inter-pulse phase modulation andrange-Doppler decouple filtering，”Electron.Lett.，vol.49，no.6，pp.420-422，Mar.2013.”中提出的脉间相位编码方案具备较低的实现难度。然而，该方案需要成倍增加PRF，用以在距离多普勒维度隔离多路发射信号之间的同频干扰。成倍增加的PRF势必会降低SAR幅宽和方位分辨率，进而影响MIMO-SAR系统性能。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种MIMO-SAR脉间相位优化编码方法、装置、设备及介质，以至少部分解决上述奇数问题。

本公开的第一个方面提供了一种MIMO-SAR脉间相位优化编码方法，包括：调制所述MIMO-SAR的第一参数，以使所述MIMO-SAR中各接收天线的等效相位中心的初相满足线性关系；调节所述MIMO-SAR的第二参数，以使所述MIMO-SAR中各接收天线的等效相位中心均匀分布；令所述MIMO-SAR发射两路信号，其中，所述第一路信号为无编码信号，对应的回波处于多普勒基带，所述第二路信号为编码信号，对应的回波多普勒载频为PRF_e/2，PRF_e的取值为N·PRF，N为所述MIMO-SAR的接收天线数目。