[发明专利]车载多普勒分集MIMO合成孔径雷达时域成像方法

权利要求书

1.一种车载多普勒分集MIMO合成孔径雷达时域成像方法，其特征在于，所述方法包括：

采集以预设的速度沿直线轨迹运动的MIMO合成孔径雷达向目标发射的线性调频信号的回波数据，其中，所述MIMO合成孔径雷达的不同发射机具有不同的DDM编码；

针对所述回波数据进行多普勒滤波得到每一通道对应的回波数据，并针对每一通道对应的回波数据进行距离向傅里叶变换以得到该通道对应的变换后的回波矩阵，以及按照预设算法将所述变换后的回波矩阵投影到二维成像坐标系内以得到该通道的二维成像结果；

将所述MIMO合成孔径雷达的合成孔径依序划分为多个子孔径，针对每一所述子孔径，将该子孔径对应的所有所述通道的二维成像结果进行合成得到该子孔径对应的成像结果；

将所有所述子孔径对应的所述成像结果进行融合得到所述合成孔径对应的总的成像结果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对所述回波数据进行多普勒滤波得到每一通道对应的回波数据包括：

针对所述MIMO合成孔径雷达的每个通道，设该通道由第p个发射机以及第q个接收机组成，则通过如下方式得到该通道对应的回波数据：

针对所述第q个接收机接收到的回波数据，沿第m行做离散傅里叶变换得到：

根据上式对回波数据进行多普勒域滤波以分离出该通道对应的回波数据

其中，m为单个脉冲内采样点索引，n为脉冲索引，且n=1,2……N，j为虚数单位，h为多普勒单元索引，，φ_p为多普勒调制相位，PRF为脉冲重复频率。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，针对每一所述子孔径，将该子孔径对应的所有所述通道的二维成像结果进行合成得到该子孔径对应的成像结果包括：

根据所述MIMO合成孔径雷达的成像范围内的感兴趣区域的主波束指向以及波束宽度确定每一通道对应的权重系数；

将所述每一通道的像素点乘以该通道对应的权重系数后得到每一通道对应的权重图像；

将所有通道对应的权重图像进行合成得到该子孔径对应的成像结果。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对每一通道对应的回波数据进行距离向傅里叶变换以得到该通道对应的变换后的回波矩阵，并按照预设算法将所述变换后的回波矩阵投影到二维成像坐标系内以得到该通道的二维成像结果包括：

（1）基于该通道对应的所述回波矩阵估计该通道对应的多普勒中心频率以及多普勒调频率；

（2）基于所述多普勒中心频率以及所述多普勒调频率确定该通道对应的雷达当前航行速度估计值；

（3）针对每个所述二维成像坐标系下的像素点，根据该像素点在所述二维成像坐标系下的坐标值确定该像素点对应的距离单元索引，并基于所述当前航行速度估计值确定该像素点的相干累加所需的补偿相位因子；

（4）针对每个所述像素点，根据其对应的补偿相位因子以及距离单元索引和所述变换后的回波矩阵进行相干累加以得到该像素点的成像值。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于该通道对应的回波矩阵估计该通道对应的多普勒中心频率包括：

针对该通道对应的所述回波矩阵的每个行向量，设该行向量为S_a，则通过执行如下操作估计该通道对应的多普勒中心频率：

按照下式对该行向量S_a进行自相关以得到该行向量对应的自相关矩阵R_a；

R_a=S_a*S^*_a/N₀；

其中，N₀表示所述回波矩阵的列数，S^*_a是S_a的共轭转置；

根据下式确定该通道对应的所述多普勒中心频率f_dc：

其中，A为回波矩阵的行数，R_a^′是R_a的逆傅里叶变换后的矩阵，angle()表示取相位操作，f_s是该通道对应的接收机的采样频率。