【技术实现步骤摘要】
本申请涉及雷达成像技术和电磁涡旋成像，特别是涉及一种波形分集电磁涡旋成像方法和系统。
技术介绍
1、雷达成像技术受自然环境限制小，是一种能够实现全天时、全天候、远距离传输的目标信息获取重要手段，实现高分辨雷达成像对精确打击和自主避障等意义重大。传统雷达成像技术通常利用距离-多普勒原理来实现高分辨成像。然而，在前视场景下，雷达与目标之间的相对运动无法满足合成孔径成像要求，限制了雷达成像技术的应用。
2、携带轨道角动量的涡旋电磁波具有独特的螺旋相位结构，这种空间相位分布可以等效为多个平面波同时从不同角度照射目标，能够对不同的目标信息进行差异性表示，为波束内目标分辨提供了理论基础。涡旋电磁波照射目标时，由于雷达回波信号中轨道角动量模式数与目标方位角成近似对偶关系，具有直接在拓扑荷域进行快速处理并实现方位高分辨成像的潜力。因此，电磁涡旋成像方法是突破传统雷达成像方法前视分辨率瓶颈的可行途径。
3、成像性能是指雷达成像技术在实际应用中的表现和效果，包括但不限于以下方面：分辨率，更高的分辨率表示更清晰的图像；覆盖范围，成像系统能够有效覆盖的区域范围，涵盖了目标的空间位置；灵敏度，更高的灵敏度表示系统更容易探测到目标；准确性，成像系统生成的图像与实际场景的吻合程；鲁棒性，在面对不同环境和条件时，系统维持稳定性和性能的能力。
4、然而，上述传统的电磁涡旋成像方法存在小俯仰角条件下成像性能低的技术问题。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种波
2、为了实现上述目的，本专利技术实施例采用以下技术方案：
3、一方面，提供一种波形分集电磁涡旋成像方法，包括：
4、使用雷达发射闭合的波形分集涡旋电磁波照射目标；目标相对于雷达的俯仰角不超过5度；
5、基于距离-方位二维成像网格获取目标的散射回波；将雷达成像区域根据设置参数进行划分得到距离-方位二维成像网格；
6、根据波形分集涡旋电磁波的波形编码计算参考信号矩阵，根据参考信号矩阵构建波形分集涡旋电磁波成像模型；
7、根据目标的散射回波和参考信号矩阵求解波形分集涡旋电磁波成像模型，获得目标的散射系数矩阵；
8、根据散射系数矩阵重构目标的距离-方位二维成像图。
9、另一方面，还提供一种波形分集电磁涡旋成像系统，包括：
10、发射模块，用于使用闭合的波形分集涡旋电磁波照射目标；目标相对于雷达的俯仰角不超过5度；
11、接收模块，用于基于距离-方位二维成像网格获取目标的散射回波；将雷达成像区域根据设置参数进行划分得到距离-方位二维成像网格；
12、构建模块，用于根据波形分集涡旋电磁波的波形编码计算参考信号矩阵，根据参考信号矩阵构建波形分集涡旋电磁波成像模型；
13、求解模块，用于根据目标的散射回波和参考信号矩阵求解波形分集涡旋电磁波成像模型，获得目标的散射系数矩阵；
14、成像模块，用于根据散射系数矩阵重构目标的距离-方位二维成像图。
15、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
16、上述波形分集电磁涡旋成像方法和系统，在小俯仰角条件下，通过雷达发射波形分集涡旋电磁波，并在距离-方位二维成像网格上获取目标散射回波，通过计算波形编码构建参考信号矩阵和成像模型，通过求解成像模型获得目标散射系数矩阵，再利用散射系数矩阵还原目标的距离-方位二维成像图。利用波形分集改变涡旋电磁波的辐射场分布，实现了一个周期内的平均能量集中分布，解决了小俯仰角目标的照射问题，构建并求解成像方程，最后得到目标的高分辨二维图像，大大提高了小俯仰角条件下的成像性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种波形分集电磁涡旋成像方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的波形分集电磁涡旋成像方法，其特征在于，通过对均匀圆环阵列的每个天线单元赋加递增式梯度相位和一组正交波形调制，获得所述波形分集涡旋电磁波。
3.根据权利要求2所述的波形分集电磁涡旋成像方法，其特征在于，所述波形分集涡旋电磁波成像模型为：
4.根据权利要求3所述的波形分集电磁涡旋成像方法，其特征在于，利用SL0算法求解所述波形分集涡旋电磁波成像模型。
5.一种波形分集电磁涡旋成像系统，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的波形分集电磁涡旋成像系统，其特征在于，所述发射模块包括均匀圆环阵列，通过对所述均匀圆环阵列的每个天线单元赋加递增式梯度相位和一组正交波形调制，获得所述波形分集涡旋电磁波。
7.根据权利要求6所述的波形分集电磁涡旋成像系统，其特征在于，所述波形分集涡旋电磁波成像模型为：
8.根据权利要求7所述的波形分集电磁涡旋成像系统，其特征在于，所述求解模块利用SL0算法求解所述波形分集涡旋电磁波成像模型。>...
【技术特征摘要】
1.一种波形分集电磁涡旋成像方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的波形分集电磁涡旋成像方法，其特征在于，通过对均匀圆环阵列的每个天线单元赋加递增式梯度相位和一组正交波形调制，获得所述波形分集涡旋电磁波。
3.根据权利要求2所述的波形分集电磁涡旋成像方法，其特征在于，所述波形分集涡旋电磁波成像模型为：
4.根据权利要求3所述的波形分集电磁涡旋成像方法，其特征在于，利用sl0算法求解所述波形分集涡旋电磁波成像模型。
5.一种波形分...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘康，茆蓉蓉，刘红彦，程永强，王宏强，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。