[发明专利]一种脉间跳频积累的随机辐射雷达高分辨成像方法

说明书

本发明公开了一种脉间跳频积累的随机辐射雷达成像方法，本发明的方法产生一系列具有不同发射频率的脉冲，再对脉冲信号进行采样和相应积累，通过事先配置幅度相位矩阵使积累后重排的新辐射场矩阵满足幅度相位正交分布，最后把积累后获得的回波信息和辐射场矩阵进行反演获取目标信息。本发明的方法将不同频率的信息经过相应积累后结合幅度相位跳频配置，可以使辐射场矩阵秩沿阵元维度突破，增强辐射场矩阵的非相关性，反演后获得更高的成像性能。

技术领域

本发明属于雷达成像技术领域，具体涉及一种随机辐射成像方法。

背景技术

雷达成像在很多领域中有着很重要的应用，如海洋观测、恶劣天气监测等。随机辐射雷达是一种新体制雷达，高分辨成像始终是该领域的研究热点。

文献“Xu,R.,Li,Y.,Xing,M.,Shao,P.(2014,October).3-D ghost imagingwith microwave radar.In Imaging Systems and Techniques(IST),2014IEEEInternational Conference on(pp.190-194).IEEE.”中，作者利用相控阵天线调制其起始相位，利用两位空间波束形成构造空-时两维随机辐射场，该方法通过空-时两维随机辐射场凝视固定区域内的目标，利用接收的散射回波与随机辐射场间的逆运算关系，获得观测区域内目标的高分辨成像。但该方法因天线孔径限制，使随机辐射场的随机性因发射信号的时延传播而降低，成像分辨率因随机辐射场随机性的降低而下降。文献“Guo,Yuanyue,Xuezhi He,and Dongjin Wang.A novel super-resolution imaging method based onstochastic radiation radar array.Measurement Science and Technology 24.7(2013):074013.”中，作者提出了一种基于随机噪声辐射的空时两维随机辐射场产生方法，利用接收的回波与辐射场矩阵，得到观测区域内目标的高分辨成像。但文献中所述的随机辐射场构造方法，形成的辐射场分布含有较高的冗余信息，在有限带宽的阵列孔径下辐射场的矩阵相关性较高。文献“D.Mao,Y.Zhang,Y.Zhang,Y.Huang and J.Yang,Stochasticradiation radar imaging based on the 2-D amplitude-phase orthogonaldistribution array,2018IEEE Radar Conference(RadarConf18),Oklahoma City,OK,2018,pp.0235-0239,doi:10.1109/RADAR.2018.8378563”中，作者提出了APOD方法，主要是通过产生二维幅度相位的正交矩阵配置于阵列天线中产生空时幅相正交的发射信号，该方法可以减少随机辐射场的冗余信息，增强其随机性，进一步提高随机辐射雷达成像性能。但是该方法产生的辐射场矩阵的秩仍受发射天线个数限制，因此分辨率受瓶颈限制，不能获得更好的成像性能。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提出了一种脉间跳频积累的随机辐射雷达成像方法。

本发明的具体技术方案为：一种脉间跳频积累的随机辐射雷达成像方法，包括如下步骤：

步骤一，随机辐射雷达回波信号模型的建立，

所述随机辐射雷达采用多发一收均匀面阵天线的工作模式，设天线行和列的个数分别为M和N，则包含MN-1根发射天线阵元与1根接收天线阵元，设天线离地面场景高度为H，天线阵元间距为D，Ω代表成像场景区域，P为场景区域中的某一个目标点；

各个发射天线阵列发送随机信号以获取空时二维随机辐射场，则第i个发射天线阵元的发射信号为：