[发明专利]一种多基分布式雷达协同成像方法

说明书

本发明公开了一种多基分布式雷达协同成像方法，本发明的方法在回波空间谱域，采用复数拉东变换，将多基分布式雷达二维空间谱数据投影在不同方向上，实现多基分布式雷达二维空间谱数据的去耦合；其次，针对投影的空间谱数据剖面，采用基于数据的非均匀采样模型，实现了各投影剖面数据的表征；最后，采用广义非均匀采样迭代自适应重构方法，实现目标散射系数的重建，并利用重建剖面与目标的空间坐标映射关系，获得了聚焦主瓣和低旁瓣的高分辨重建结果，避免了传统傅里叶变换成像方法的主瓣分裂与高旁瓣等问题。

技术领域

本发明属于雷达探测与成像技术领域，具体涉及多基分布式雷达成像技术。

背景技术

多基分布式雷达能够在短时间内，获取更丰富的目标信息，并通过相参数据处理，实现目标的高分辨率重建。然而，由于空间构型复杂多变，当其空间谱的分布呈现分裂特性时，传统基于傅里叶变换的成像方法，将导致重建结果存在分裂主瓣和高旁瓣等问题。

为了实现分布式雷达的相参融合并提升其成像分辨率，文献“Narayanan,Ram M.,Zhixi Li,and Scott Papson.Fusion of multiple-look synthetic aperture radarimages at data and image levels.2008 5th International Conference onElectrical Engineering,Computing Science and Automatic Control.IEEE,2008.”提出了一种基于矩阵傅里叶变换的空间谱融合高分辨成像方法，该方法对空间构型要求很高，当空间谱分布不连续时，重构的点扩散函数将产生主瓣分裂问题。文献“Wang J,AubryP,Yarovoy A.Wavenumber-Domain Multiband Signal Fusion with Matrix-PencilApproach for High-Resolution Imaging[J].IEEE Transactions on Geoscience andRemote Sensing,2018”针对距离向发射信号带宽的不连续问题，使用了一种基于矩阵束算法的超宽带成像方法，该方法通过融合具有不连续宽带发射信号，实现距离向主瓣分裂问题的抑制，但是该方法对系统的多航过轨迹要求严格。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提出了一种多基分布式雷达协同成像方法。

本发明的技术方案为：一种多基分布式雷达协同成像方法，具体步骤如下：

步骤一，多基分布式雷达的几何模型和回波模型建立：多基分布式雷达系统由n个发射机和m个接收机组成，n个发射机和m个接收机的位置分别是(x_tn,y_tn,z_tn)和(x_rm,y_rm,z_rm)；在极坐标中，发射机位于接收机位于目标点P位于(x_P,y_P,z_P)，第n个发射机发射线性调频信号，对于第m个接收机，接收到目标P的散射回波信号，表示为：

其中，A_nm表示与目标散射系数和发射功率等因素相关的回波幅度，τ、t、T_a和T_r分别表示采样的慢时间、快时间方位向时间和信号时宽，目标P的回波距离历史为R_p(τ)＝r_tpn(τ)+r_rpm(τ)，其中，r_tpn(τ)表示第n个发射器和目标P间的距离，r_rpm(τ)表示第m个接收器与目标P间的距离，c表示电磁波的传播速度，f_c和K分别表示载波频率和线性调频率；

根据驻定相位原理以及对参考点O的回波数据的相参处理，将距离频域中的点P的回波数据表示为：