[发明专利]一种机载双基地MIMO雷达高分宽幅成像方法

说明书

本发明公开了一种机载双基地MIMO雷达高分宽幅成像方法，包括：得到最优脉冲编码系数；对发射信号进行编码得到编码信号；对接收的发射阵元的混叠信号进行匹配滤波得到回波信号；对接收到的信号进行矢量化得到矢量化混叠信号；对混叠信号进行脉冲编码补偿得到补偿后的回波信号；求解回波数据矩阵对应的普通权得到最优权；利用最优权对回波数据矩阵进行模糊回波抑制得到模糊抑制回波信号；去除第1个接收阵元的模糊抑制回波信号的多普勒中心的模糊，得到补偿后信号，对补偿后信号进行方位向聚焦得到最终的无模糊图像。本发明可有效实现双基体制下距离模糊抑制，减弱模糊回波影响，消除多普勒中心模糊，提升成像质量。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，具体涉及一种机载双基地MIMO雷达高分宽幅成像方法。

背景技术

由于全天候观测成像的特点，合成孔径雷达在军事上得到了广泛应用。然而，由于电磁环境复杂，现有单基地雷达极易受到对方的侦察与干扰。不同于传统单基地雷达，双基地雷达发射机发射信号，接收站被动接收回波，二者分置，具有较强的反侦察与抗干扰能力。然而，现有关于机载双基地成像雷达多采用低系统自由度的单发单收(SISO)或单发多收(SIMO)体制，同时建模过程中忽略了距离模糊对成像及动目标检测的影响，以至于以上方法多适用于小成像场景。然而实际中，距离模糊回波是难以避免且不可忽略的。模糊回波与期望回波混叠，将淹没微弱目标回波，导致成像质量下降。理论上采用低PRF(PulseRepetition Frequency，脉冲重复频率)可保证大场景无模糊成像，但引入的多普勒模糊将不利于成像操作。因此，在双基体制中，抑制距离模糊或对距离模糊回波进行分离，对精细化高质量宽幅成像有重要意义。

现有波形分集技术方案中，FDA(Frequency Diversity Array，频率分集阵)雷达系统在各个发射单元之间引入了一个微小的频率差，回波存在距离、角度的耦合，使得其具有空时距三维自由度，因此将FDA雷达应用于成像模式，可有效抑制距离模糊杂波，实现高分宽幅成像；阵元脉冲编码方法通过在脉冲间引入特定相位差异，使不同区域信号具有不同空域频率，进而采用空域滤波方法，实现模糊杂波分离。

但是，FDA雷达采用阵元间引入频率差的方式以获取距离维自由度，频域实现方法在工程上复杂度高，并且在成像处理中采用较多近似条件，成像精度有一定损失；另外，现有阵元脉冲编码形式考虑为单基正侧视机载模型，其编码设计以及特性分析均只适用于单基正侧视体制，存在较大局限性；并且，现有两种技术均应用于单基雷达背景，双基雷达存在回波非均匀及空域扩展严重以及回波多普勒中心混叠的问题，故采用以上方法将难以实现模糊回波抑制，造成成像质量降低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种机载双基地MIMO雷达高分宽幅成像方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种机载双基地MIMO雷达高分宽幅成像方法，所述成像方法包括：

步骤1、根据期望成像区域以及收发双站构型信息构造的编码优化约束函数使脉冲编码系数最小化，得到最优脉冲编码系数，其中，所述脉冲编码系数用于对发射信号进行编码，收发双站包括雷达发射站和雷达接收站，所述雷达发射站包括M个发射阵元，所述雷达接收站包括N个接收阵元；

步骤2、利用所述最优脉冲编码系数对第m个发射阵元发射的发射信号进行编码，得到第m个编码信号，1≤m≤M；

步骤3、对第n个接收阵元接收的M个发射阵元的混叠信号进行正交匹配滤波处理，得到第n个接收阵元接收的回波信号，其中，所述M个发射阵元的混叠信号为M个编码信号经空域混叠后得到的信号，1≤n≤N；

步骤4、对所有的所述回波信号进行矢量化，以基于矢量化后的回波信号得到第k个脉冲接收到的混叠信号；

步骤5、利用补偿矢量对所述混叠信号进行脉冲编码补偿，得到补偿后的回波信号；