[发明专利]一种基于多波束扫描的雷达高分辨成像方法

说明书

本发明公开一种基于多波束扫描的雷达高分辨成像方法，应用于雷达成像领域，利用数字波束形成技术形成多个接收子波束，并使接收波束扫过前视区域时采用“折扇”工作模式，降低前视多普勒模糊区域；同时，通过多波束的回波叠加获得较大的多普勒带宽，提高机载平台大前斜视区域目标方位分辨率，实现了雷达大前斜视区域大范围高分辨成像；本申请提出的方法可用于解决现有多普勒波束锐化技术存在的分辨率和前视成像盲区间的固有矛盾。

技术领域

本发明属于雷达探测与成像领域，特别涉及一种扫描雷达前视方位向高分辨技术。

背景技术

雷达利用发射和电磁波，实现目标侦察、监视、定位和识别等功能，其工作频谱宽，相比于光学探测能够在各种不利天气、环境等因素的影响下也可以实现全天时、全天候工作。它的广泛适应性在海洋及水文观测、环境及灾害监视以及陆、海追踪与救援等军用和民用领域具有非常广泛的应用和研究价值。

在雷达成像中，实现雷达大前斜视成像对目标侦察、监视、定位、跟踪、敌我目标识别、精确制导具有重要意义。由于载机前视区域的多普勒对称和多普勒变化梯度小等问题，导致很难实现相邻目标的方位高分辨。在文献“Zheng S.X.LIZ.BAO.Highly Squint DBSImaging[J].Modern Radar,2004,1:008.”中，提出了一种大斜视角下的多普勒波束锐化成像方法，利用窄波束扫描，实现机载斜前视区域大范围多普勒波束锐化成像，虽然该方法可以一定程度提高目标方位向分辨率，但窄波束扫过目标点的回波积累时间短，很难实现方位相邻较近的目标分辨，尤其在大前斜视区域，目标多普勒梯度变化率小，更难实现相邻目标的方位分辨。在文献“Bao H R W T,Bao-chang Z L.A Novel Algorithm for StitchingDoppler Beam Sharpening Images Based on INS Information[J].Journal ofElectronicsInformation Technology,2012,6:012.”中，提出了一种基于惯导信息的多普勒波束锐化图像拼接算法，其实质是利用方位向全程快速傅里叶变换增加回波相干积累时间，提高多普勒波束锐化方位分辨率，但是使用宽波束将导致波束扫过正前视区域时，由于多普勒对称问题，使得成像结果混叠，影响成像性能。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提出了一种基于多波束扫描的雷达高分辨成像方法，在各时刻，使通过中心轴线的那一个子波束停止工作以降低前视回波多普勒对称范围，而其余波束正常工作，当该子波束扫过正前视区域后，继续工作并接收回波，进而在获得大多普勒带宽实现方位向高分辨的同时又避免了运动平台正前视方向的多普勒对称模糊问题。

本发明采用的技术方案是：一种基于多波束扫描的雷达高分辨成像方法，在扫描时若某时刻，存在有通过中心轴的子波束，则关闭该子波束对应的收发系统；当该子波束通过中心轴即开启该子波束对应的收发系统。

进一步地，具体包括以下步骤：

S1、将多个按线阵排列的接收天线，通过波束成形技术实现多波束；

S2、对多波束进行整体扫描，扫描模式为：当某时刻存在有通过中心轴的子波束，则该子波束停止工作；当该子波束通过中心轴后即回复工作；从而得到多波束回波信号；

S3、根据步骤S2得到回波信号，并对该回波信号进行距离向脉冲压缩；

S4、对经步骤S3脉冲压缩后的回波信号进行距离向徙动校正；

S5、将步骤S4得到的回波信号根据扫描方位划分为为θ₁～-θ_β/2及θ_β/2～θ₂两个部分；对左右两侧的回波数据分别执行以下过程：