[发明专利]用于MIMO阵列的相移偏移成像方法及装置

说明书

本发明提供了一种用于MIMO阵列的相移偏移成像方法，包括：接收宽带信号经过目标散射后得到的原始散射回波信号；将所述原始散射回波信号变换到MIMO阵列所在的空间频率域，确定原始空间谱；将所述原始空间谱结合相移偏移因子，确定包括有距离向的总空间谱；以及根据所述总空间谱确定目标的成像函数。同时，本发明还提供了一种用于MIMO阵列的相移偏移成像装置。本发明通过将相移偏移成像方法引入MIMO阵列，缩短了成像时间，加快了成像速度，实现了高质量成像。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种用于MIMO阵列的相移偏移成像方法及装置。

背景技术

雷达成像方法可简单分为时域相干成像算法和频域算法两大类。时域相干成像算法中最简单的是后向投影(back projection，BP)算法，该算法通过利用回波数据对阵列孔径的积分以获取重建图像。其原理简单、易于实现、成像精度高，但耗时巨大，不适合用于实时成像；常用的频域成像算法是距离徙动算法(range migration algorithm，RMA)，该算法在波数域内完成图像的重建。RMA最大的特点是它在波数域内完成对回波数据距离徙动的补偿，并通过使用FFT，能获得很高的运算速度。在用于MIMO(多输入输出)阵列的MIMO-RMA中stolt插值对成像的质量和时间有非常大的影响，是此算法中最耗时的部分。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种用于MIMO阵列的相移偏移成像方法及装置，以解决上述的至少一项技术问题。

(二)技术方案

本发明的一方面，提供了一种用于MIMO阵列的相移偏移成像方法，包括：

接收宽带信号经过目标散射后得到的原始散射回波信号；

将所述原始散射回波信号变换到MIMO阵列所在的空间频率域，确定原始空间谱；

将所述原始空间谱结合相移偏移因子，确定包括有距离向的总空间谱；以及

根据所述总空间谱确定目标的成像函数。

在本发明的一些实施例中，所述原始散射回波信号的公式为：

其中，所述目标的目标函数为：指成像范围中的任一点，包括目标对象以及非目标，MIMO阵列的发射天线位于处，接收天线位于处，目标为N个位于的点，每个目标对象的散射系数为σ_i，i＝1，2，3...N，N为正整数，为狄拉克函数，D指的集合，k为所述宽带信号的频率所对应的空间波数，MIMO阵列所处平面的距离向z＝0。

在本发明的一些实施例中，在将所述原始散射回波信号变换到空间频率域之前，还包括步骤：忽略幅度衰减项对目标的成像函数的影响，所述原始散射回波信号转换为简化公式：

U′(x_t，y_t，x_r，y_r，0，k)＝∫∫∫∫∫∫∫exp[-jk_xtx′-jk_yty′-jk_ztz′]

·exp[-jk_xrx-jk_yry-jk_zrz]

·O(x′，y′，z′)dx′dy′dz′

·exp[j(k_xtx_t+k_xrx_r+k_yty_t+k_yry_r)]dx_tdy_tdx_rdy_r