一种雷达前视成像系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种雷达前视成像方法系统及方法，所述系统包括：波束扫描模块、权值计算模块、波束形成模块、匹配滤波模块、相干积累模块和量化处理模块。本发明专利技术的优点是：实现简单，通过雷达波束按照一定角度进行步进，对雷达正前方范围内进行扫描并进行权值计算和波束形成，然后对形成的波束进行匹配滤波和相干积累，最后进行量化处理得到图像。解决了传统雷达前视成像方法的方位向分辨力差、无法分辨波束宽度内多个目标的问题。通过扫描获取回波信息，借助脉冲压缩和相干积累增加处理增益，改善分辨性能，算法复杂度适中，可以分辨小于主波束宽度的多个目标，能实现在弹载平台上实时成像，具有较高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种雷达前视成像系统及方法
本专利技术涉及一种雷达前视成像系统及方法。
技术介绍
传统的雷达前视成像方法包括实孔径成像和单脉冲成像等，实孔径成像受限于波束宽度，方位向分辨力差。而单脉冲成像简单实用，可对单个目标精确成像，但是无法分辨波束宽度内的多个目标。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种雷达前视成像方法，解决方位向分辨力差、无法分辨波束宽度内多个目标的问题。有鉴于此，本专利技术提供的技术方案是：一种雷达前视成像系统，其特征在于，包括：波束扫描模块，用于对雷达正前方扫描获取快拍和回波信息；权值计算模块，用于根据获取的快拍信息计算自适应权值；波束形成模块，用于根据计算得到的自适应权值和获取的回波信息进行波束形成；匹配滤波模块，用于根据波束形成的回波进行脉冲压缩，得到匹配滤波结果；相干积累模块，用于将匹配滤波的结果进行相干积累；量化处理模块，用于将相干积累的结果取模值后量化得到图像灰度值。本专利技术的另一目的在于提供一种雷达前视成像方法，其特征在于，包括：波束扫描模块对雷达正前方扫描获取快拍和回波信息；权值计算模块根据获取的快拍信息计算自适应权值；波束形成模块根据计算得到的自适应权值和获取的回波信息进行波束形成；匹配滤波模块根据波束形成的回波进行脉冲压缩，得到匹配滤波结果；相干积累模块将匹配滤波的结果进行相干积累；量化处理模块将相干积累的结果取模值后量化得到图像灰度值。本专利技术实现了以下显著的有益效果：实现简单，包括：波束扫描模块、权值计算模块、波束形成模块、匹配滤波模块、相干积累模块和量化处理模块。通过雷达波束按照一定角度进行步进，对雷达正前方范围内进行扫描并进行权值计算和波束形成，然后对形成的波束进行匹配滤波和相干积累，最后进行量化处理得到图像。解决了传统雷达前视成像方法的方位向分辨力差、无法分辨波束宽度内多个目标的问题。通过扫描获取回波信息，借助脉冲压缩和相干积累增加处理增益，改善分辨性能，算法复杂度适中，可以分辨小于主波束宽度的多个目标，能实现在弹载平台上实时成像，具有较高的应用价值。附图说明图1为本专利技术一种雷达前视成像系统的结构示意图；图2为本专利技术一种雷达前视成像方法的流程图。附图标记示意1.波束扫描模块2.权值计算模块3.波束形成模块4.匹配滤波模块5.相干积累模块6.量化处理模块具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均适用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。需要说明的是，为了清楚地说明本专利技术的内容，本专利技术特举多个实施例以进一步阐释本专利技术的不同实现方式，其中，该多个实施例是列举式而非穷举式。此外，为了说明的简洁，前实施例中已提及的内容往往在后实施例中予以省略，因此，后实施例中未提及的内容可相应参考前实施例。虽然该专利技术可以以多种形式的修改和替换来扩展，说明书中也列出了一些具体的实施图例并进行详细阐述。应当理解的是，专利技术者的出发点不是将该专利技术限于所阐述的特定实施例，正相反，专利技术者的出发点在于保护所有给予由本权利声明定义的精神或范围内进行的改进、等效替换和修改。同样的元器件号码可能被用于所有附图以代表相同的或类似的部分。请参照图1，本专利技术的一种雷达前视成像系统，包括：波束扫描模块1，用于对雷达正前方扫描获取快拍和回波信息；权值计算模2块，用于根据获取的快拍信息计算自适应权值；波束形成模块3，用于根据计算得到的自适应权值和获取的回波信息进行波束形成；匹配滤波模块4，用于根据波束形成的回波进行脉冲压缩，得到匹配滤波结果；相干积累模块5，用于将匹配滤波的结果进行相干积累；量化处理模块6，用于将相干积累的结果取模值后量化得到图像灰度值。在一个实施例中，所述量化处理模块还连接目标识别模块。在一个实施例中，所述目标识别模块还连接图像匹配模块。作为具体的实施例，雷达前视成像系统包括：波束扫描模块、权值计算模块、波束形成模块、匹配滤波模块、相干积累模块和量化处理模块。波束扫描模块的功能为：按照角度间隔进行步进，在每个角度驻留一段时间，并获取相应的快拍和回波信息。权值计算模块的功能为：根据获取的快拍信息计算自适应权值。波束形成模块的功能为：根据计算得到的权值和获取的回波进行波束形成。匹配滤波模块的功能为：根据波束形成的回波进行脉冲压缩，实现匹配滤波。相干积累模块的功能为：将匹配滤波的结果进行相干积累。量化处理模块的功能为：将相干积累的结果取模值后量化得到图像灰度值。作为具体的实施例，波束扫描模块利用波束对雷达正前方进行扫描，按角度间隔步进，在成像区域内共扫描若干个角度。每个角度驻留若干个脉冲重复周期时间。雷达的相控阵天线共有N个子阵，因此在每个脉冲重复周期时间内共得到N组信号，每一组信号包括信号波门外的快拍信号和波门内的回波信号。作为具体的实施例，权值计算模块根据获取的快拍信息和对应的雷达扫描角度信息，按照信号估计无失真且估计方差最小的条件对权值进行约束，作为具体的实施例，采用以下公式：其含义为使得期望信号输出最大，而其他入射方向的信号或干扰被抑制为最小。作为具体的实施例，波束形成模块根据获取的雷达回波信息和计算得到的自适应权值w进行波束形成，作为具体的实施例，采用以下公式：即相控阵天线N个子阵的信号波门内的回波信息与对应的权值相乘并求和。作为具体的实施例，匹配滤波模块对每个脉冲重复周期时间内的波束形成结果进行FFT变换，然后与预存的波形匹配信号的复共轭结果逐点相乘，最后进行IFFT变换，完成脉冲压缩，实现匹配滤波功能，作为具体的实施例，采用以下公式：So(n)＝Si(n)*H(n)＝IFFT{FFT[Si(n)]FFT[H(n)]}(3)作为具体的实施例，相干积累模块将距离向的匹配滤波结果按行进行缓存，其中每个脉冲重复周期的数据存为一行，每个扫描角度驻留若干个脉冲重复周期，因此得到一个二维矩阵。然后对矩阵每一行相同位置的元素对应相加，因此每个扫描角度得到一组相干积累结果。作为具体的实施例，量化处理模块对每个扫描角度的相干积累结果按列存储，因此得到一个二维矩阵。取该二维矩阵中每个点的模值，然后进行量化处理，得到雷达成像结果，传递给下一级进行目标识别、图像匹配等后续处理。至此实现了雷达前视成像方法的处理。请参照图2，本专利技术的一种雷达前视成像方法，包括：步骤S101，波束扫描模块对雷达正前方扫描获取快拍和回波信息；步骤S102，权值计算模块根据获取的快拍信息计算自适应权值；步骤S103，波束形成模块根据计算得到的自适应权值和获取的回波信息进行波束形成；步骤S104，匹配滤波模块根据波束形成的回波进行脉冲压缩，得到匹配滤波结果；步骤S105，相干积累模块将匹配滤波的结果进行相干积累；步骤S106，量化处理模块将相干积累的结果取模值后量化得到图像灰度值。在一个实施例中，所述波束扫描模块对雷达正前方扫描获取快拍和回波信息包括：波束扫描模块利用波束对雷达正前方进行扫描，按角度间隔步进，在成像区域内共扫描若干个角度。每个角度驻留若干个脉冲重复周期时间。在一个实施例中，权值计算模块根据获取的快拍信息计算自适应权值包括：权值计算模块根据获取的快拍信息和对应的雷达扫描角度信息，按照信号估计无失真且估本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雷达前视成像系统，其特征在于，包括：波束扫描模块，用于对雷达正前方扫描获取快拍和回波信息；权值计算模块，用于根据获取的快拍信息计算自适应权值；波束形成模块，用于根据计算得到的自适应权值和获取的回波信息进行波束形成；匹配滤波模块，用于根据波束形成的回波进行脉冲压缩，得到匹配滤波结果；相干积累模块，用于将匹配滤波的结果进行相干积累；量化处理模块，用于将相干积累的结果取模值后量化得到图像灰度值。

【技术特征摘要】
1.一种雷达前视成像系统，其特征在于，包括：波束扫描模块，用于对雷达正前方扫描获取快拍和回波信息；权值计算模块，用于根据获取的快拍信息计算自适应权值；波束形成模块，用于根据计算得到的自适应权值和获取的回波信息进行波束形成；匹配滤波模块，用于根据波束形成的回波进行脉冲压缩，得到匹配滤波结果；相干积累模块，用于将匹配滤波的结果进行相干积累；量化处理模块，用于将相干积累的结果取模值后量化得到图像灰度值。2.根据权利要求1所述的雷达前视成像系统，其特征在于，所述量化处理模块还连接目标识别模块。3.根据权利要求1所述的雷达前视成像系统，其特征在于，所述目标识别模块还连接图像匹配模块。4.一种雷达前视成像方法，其特征在于，包括：波束扫描模块对雷达正前方扫描获取快拍和回波信息；权值计算模块根据获取的快拍信息计算自适应权值；波束形成模块根据计算得到的自适应权值和获取的回波信息进行波束形成；匹配滤波模块根据波束形成的回波进行脉冲压缩，得到匹配滤波结果；相干积累模块将匹配滤波的结果进行相干积累；量化处理模块将相干积累的结果取模值后量化得到图像灰度值。5.根据权利要求4所述的雷达前视成像方法，其特征在于，所述波束扫描模块对雷达正前方扫描获取快拍和回波信息包括：波束扫描模块利用波束对雷达正前方进行扫描，按角度间隔步进，在成像区域内共扫描若干个角度。每个角度驻留若干个脉冲重复周期时间。6.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝昇翔，
申请(专利权)人：北京遥感设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11