[发明专利]基于电磁涡旋波的合成孔径雷达三维成像方法

摘要

本发明公开了一种基于电磁涡旋波的合成孔径雷达三维成像方法，该方法在传统的SAR/ISAR体制的基础上，发射和接收涡旋波，在垂直于波束的平面上可得到方位角维的分辨能力，降低系统复杂度的同时，得到了方位角域的高分辨率，再结合合成孔径方位维、距离维，实现了高分辨三维成像，避免了传统阵列体制下多通道联合估计的难题，降低系统复杂度。

主权项

1.基于电磁涡旋波的合成孔径雷达三维成像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立雷达坐标系和目标坐标系；发射预先设计的正交波形编码信号，形成模态数为‑L～L的电磁涡旋波，并接收回波信号；其中，所述雷达坐标系是以雷达运动中心为原点的球坐标系，所述目标坐标轴是以目标轨迹的中心为原点的直角坐标系；所述回波信号为快时间‑OAM模态‑慢时间三维雷达回波数据，即为按照慢时间顺序的多幅二维图像；步骤2，对回波信号进行距离压缩和徙动补偿，得到徙动补偿的距离压缩回波信号，即为多目标OAM模态‑合成孔径方位向二维耦合信号；步骤3，在慢时间信号维度对多目标OAM模态‑合成孔径方位向二维耦合信号进行傅里叶变换，得到多目标OAM模态‑多普勒谱，进而估计每个目标的多普勒中心频率以及相对运动方位角；步骤4，建立雷达和目标的相对运动函数模型，求解得到目标的运动参数，进而确定合成孔径阵列流形，即得到目标的运动轨迹；其中，所述目标的运动参数为目标的速度和加速度；步骤5，对徙动补偿的距离压缩回波信号在涡旋方位维进行FFT处理，得到OAM方位角域的回波信号；基于Radon傅里叶变换，对方位角域的回波信号进行二维联合检测聚焦处理，得到目标坐标系内回波信号的压缩聚焦图像；对目标坐标系内回波信号的压缩聚焦图像在合成孔径方位维进行压缩，得到目标的三维图像。