[发明专利]基于MIMO毫米波雷达的多模式形变监测系统及方法

说明书

本发明提供一种基于MIMO毫米波雷达的多模式形变监测系统及方法，其中，系统包括：精密滑轨、第一MIMO雷达、第二MIMO雷达和主控计算机；第一MIMO雷达由精密滑轨带动对目标发射调频连续波信号，并接收对应回波信号；主控计算机对回波信号处理得到四维立方体离散数据，并采用RAM成像算法进行聚焦处理，获取SAR主副图像，对SAR主副图像进行干涉、配准及解缠绕处理，得到目标的形变值；第二MIMO雷达对目标连续发射射频连续波，并接收回波，主控计算机处理回波，提取回波的相位信息进行解缠绕，反演得到目标的形变值。本发明能够实现SAR和/或RAR的多模式形变监测，适用场景多，且提升了目标形变监测的精度。

技术领域

本发明涉及形变监测技术领域，尤其涉及一种基于MIMO毫米波雷达的多模式形变监测系统及方法。

背景技术

近些年，随着科学技术的不断发展，基建设施得到了快速发展，但相对的，也发生了很多老化建筑坍塌崩裂的悲惨事故，造成了不可轻视的损失和影响。无论是在基础设施的建设或者完工投入使用的过程中，都可能因为各种各样的原因而发生一定程度的形变，而当该形变值超出了该设施的最大可承受范围之后，就可能发生上述坍塌崩裂的事故。因此，就需要对建筑物的微弱形变进行持续有效的监测。

但是目前的形变监测方法或只能够用于微弱振动的监测，不能够对大规模坍塌场景进行有效直观的监测，或是能够针对大幅度形变场景进行监测，但不能够获取准确有效的局部形变信息，且成像精度低，难以识别。

因此，亟需一种能够适用于多场景且成像精度高的形变监测系统。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于MIMO毫米波雷达的多模式形变监测系统及方法。

一种基于MIMO毫米波雷达的多模式形变监测系统，包括：精密滑轨、第一MIMO雷达、第二MIMO雷达和主控计算机；所述第一MIMO雷达用于进行SAR模式的目标形变监测，所述第一MIMO雷达由所述精密滑轨带动对目标发射调频连续波信号，并接收对应的回波信号，将所述回波信号传输至所述主控计算机；所述主控计算机接收所述回波信号进行处理，获取天线通道数*方位位置*高度位置*距离维的四维立方体离散数据，采用RAM成像算法对所述四维立方体离散数据进行处理，获取不同时刻的SAR主副图像，对所述SAR主副图像进行干涉、配准及解缠绕处理，计算出目标的形变值；所述第二MIMO雷达固定在系统最高处，用于进行RAR模式的目标微形变监测，通过所述第二MIMO雷达对目标连续发射射频连续波，并接收回波，通过所述主控计算机处理所述回波，提取回波的相位信息进行解缠绕，反演得到形变-时序图，根据所述形变-时序图计算出目标的形变值。

在其中一个实施例中，所述第一MIMO雷达和第二MIMO雷达的前端模块均包括有发射天线阵列、接收天线阵列、信号处理存储模块、射频控制电路、功率放大器、混频器、低噪声放大器、中频滤波器和模数转换器；所述发射天线阵列与所述功率放大器连接，所述射频电路连接所述混频器、功率放大器和信号处理存储模块；所述接收天线阵列与所述低噪声放大器连接，所述低噪声放大器与所述混频器连接，所述混频器与所述中频滤波器连接，所述中频滤波器与所述模数转换器连接，所述模数转换器与所述信号处理存储模块连接。