一种同心圆环阵列电磁涡旋雷达成像方法技术

一种同心圆环阵列电磁涡旋雷达成像方法，通过获取M圈同心圆环阵列电磁涡旋雷达目标回波，确定整体同心圆环雷达回波信号矩阵，经过对矩阵的傅里叶变换和元素提取获取成像结果，填补了同心圆环阵列下涡旋电磁雷达的接收成像处理方法技术领域的空白，实现了同时多模态电磁涡旋雷达的快速二维成像，适用于电磁涡旋雷达同心圆环阵列的实际工程应用。

【技术实现步骤摘要】
一种同心圆环阵列电磁涡旋雷达成像方法
本专利技术涉及一种同心圆环阵列电磁涡旋雷达成像方法，属于雷达

技术介绍
相较于传统平面电磁波，电磁涡旋波具有螺旋分布的波前相位、特殊的环形天线方向图、独特的涡旋方位维信息等特点。近几年来，得益于其特殊的物理特性，电磁涡旋波在无线通信、雷达遥感探测、地形测高等领域受到了广泛地关注。在雷达领域，电磁涡旋波已应用于对目标的凝视成像、合成孔径成像等方向。通过变换轨道角动量的模态数，雷达可以获得涡旋方位维分辨率。国内学者分析了电磁涡旋波的涡旋方位维成像潜力并给出了相关的成像算法。国防科大给出了多发多收、多发单收环形天线下的涡旋电磁波回波信号模型并利用快速傅里叶变换算法实现了目标的距离-涡旋方位角二维聚焦。中科院电子所基于环形天线涡旋电磁波进行了合成孔径成像实验，表明电磁涡旋合成孔径雷达具有近距离分辨力较高的特点。涡旋方位维的获取需要多模态的涡旋电磁回波，现有方法主要依靠环形阵列产生多模态的涡旋电磁波，然而该模式下环形阵列分时发射不同模态的涡旋波，雷达时间资源利用率较低。目前，针对多模态涡旋电磁波同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同心圆环阵列电磁涡旋雷达成像方法，其特征在于步骤如下：/n(1)获取M圈同心圆环阵列电磁涡旋雷达目标回波，并确定第m圈同心圆环阵列电磁涡旋雷达目标回波；/n(2)对所得各圈雷达目标回波信号进行下变频处理；/n(3)对步骤(2)下变频处理后的雷达回波信号进行M次匹配滤波；/n(4)对步骤(3)所得经匹配滤波后的雷达回波信号矩阵进行两维傅里叶变换，获取傅里叶变换后雷达回波信号矩阵；/n(5)对傅里叶变换后所得雷达回波信号矩阵进行主对角线元素提取，获取涡旋方位维成像结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种同心圆环阵列电磁涡旋雷达成像方法，其特征在于步骤如下：
(1)获取M圈同心圆环阵列电磁涡旋雷达目标回波，并确定第m圈同心圆环阵列电磁涡旋雷达目标回波；
(2)对所得各圈雷达目标回波信号进行下变频处理；
(3)对步骤(2)下变频处理后的雷达回波信号进行M次匹配滤波；
(4)对步骤(3)所得经匹配滤波后的雷达回波信号矩阵进行两维傅里叶变换，获取傅里叶变换后雷达回波信号矩阵；
(5)对傅里叶变换后所得雷达回波信号矩阵进行主对角线元素提取，获取涡旋方位维成像结果。


2.根据权利要求1所述的一种同心圆环阵列电磁涡旋雷达成像方法，其特征在于：所述步骤(1)中，第m圈同心圆环阵列电磁涡旋雷达目标回波的表达式具体为：



k＝2π/λ
式中，t为时间，t′为阵列参考点延时，f0为信号中心频率，sm′(t)为第m′圈的发射信号，lm为第m圈的轨道角动量模式数，am为第m圈的阵列半径，lm′为第m′圈的发射轨道角动量模式数，am′为第m′圈的发射阵列半径，r为目标距离，θ为目标俯仰角，φ为目标涡旋方位角，σ(r,θ,φ)为目标散射系数，Jl(x)为第l阶第一类贝塞尔函数，为第m圈同心圆环阵列电磁涡旋雷达目标回波，Nm为第m圈天线个数，Nm′为第m′圈天线个数。


3.根据权利要求1所述的一种同心圆环阵列电磁涡旋雷达成像方法，其特征在于：所述步骤(2)中，下变频处理后第m圈雷达目标回波的表达式具体为：

【专利技术属性】
技术研发人员：李升远，段崇棣，李财品，李锦伟，左伟华，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61