一种大规模MIMO阵列雷达成像系统及近场校准方法技术方案

本发明专利技术是一种大规模MIMO阵列雷达成像系统及近场校准方法，属于毫米波雷达领域。本发明专利技术系统将多个雷达射频子系统并行布置在一个准相参架构中，雷达射频子系统包含射频模块与MCU控制模块，设计TDM发射体制使接收端获得无PLL引入初相误差的信号。本发明专利技术方法在所述系统得到带有幅度和相位误差的BP成像的总图像后，对成像区域划分网格，获取主瓣网格点和栅瓣网格点的成像结果，设计凸优化的目标函数和约束条件，使经过相位补偿后主瓣网格点的成像结果最大化，栅瓣网格点的成像结果最小化，求解目标得到补偿因子。本发明专利技术发挥大规模阵列的高分辨优势，满足对目标高精度成像的需求，适用于近场，电路复杂度较低，校准便捷且通用性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及毫米波雷达，涉及雷达阵列信号处理，尤其是大规模mimo阵列雷达成像系统的架构设计以及近场校准方法。

技术介绍

1、阵列信号处理是现代信号处理的一个重要分支。与单个天线相比，阵列天线的自由度更高，对目标的角度分辨能力更强。在理论研究和实际应用中，阵列信号处理迅速发展，已广泛应用于雷达、射电天文、医学成像、无线通信、无人驾驶车辆等方面。

2、对于阵列雷达成像系统而言，要获得高精度成像结果，需要较高的角度成像分辨率。角度成像分辨率与阵列孔径有关，为了实现对目标的高精度成像，通常需要较大的阵列孔径。多输入多输出(mimo)雷达是把无线通信系统中的mimo技术引入到雷达领域，并和数字阵列技术相结合而产生的一种新体制雷达。由于采用了波形分集技术，相比单输入单输出(simo)雷达，mimo雷达可以通过较少的物理通道扩展出较大的虚拟孔径，具有硬件结构简单，成本低廉，成像分辨率高等优点。因此，大规模mimo阵列雷达在具有近场高分辨率成像需求的场景下具有实用价值。

3、现有技术公开了一种全相参架构的阵列雷达成像系统，这种架构将同一高频信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种大规模MIMO阵列雷达成像系统，其特征在于，该系统是将多个雷达射频子系统并行布置在一个准相参架构中构成；其中，每个雷达射频子系统包含射频模块和一个MCU控制模块，射频模块包含多个射频芯片，MCU控制模块与每个射频芯片相连；同一个雷达射频子系统的射频芯片的各个硬件通道都连接到同一个本地振荡器LO；

2.根据权利要求1所述的大规模MIMO阵列雷达成像系统，其特征在于，所述成像系统中，各雷达射频子系统采用准相参架构连接，用一个低频信号同步各雷达射频子系统中不同的射频芯片和MCU，然后通过各射频芯片内部的PLL将低频信号上变频得到高频信号。

3.根据权利要求1所述...

【技术特征摘要】

1.一种大规模mimo阵列雷达成像系统，其特征在于，该系统是将多个雷达射频子系统并行布置在一个准相参架构中构成；其中，每个雷达射频子系统包含射频模块和一个mcu控制模块，射频模块包含多个射频芯片，mcu控制模块与每个射频芯片相连；同一个雷达射频子系统的射频芯片的各个硬件通道都连接到同一个本地振荡器lo；

2.根据权利要求1所述的大规模mimo阵列雷达成像系统，其特征在于，所述成像系统中，各雷达射频子系统采用准相参架构连接，用一个低频信号同步各雷达射频子系统中不同的射频芯片和mcu，然后通过各射频芯片内部的pll将低频信号上变频得到高频信号。

3.根据权利要求1所述的大规模mimo阵列雷达成像系统，其特征在于，所述的mcu控制模块实现以下功能：

4.根据权利要求1所述的大规模mimo阵列雷达成像系统，其特征在于，所述的tdm发射机制中为斜波信号施加一个延时，信号的发射延时与雷达最大不模糊距离rmax的关系是：

5.根据权利要求1或4所述的大规模mimo阵列雷达成像系统，其特征在于，所述的tdm发射机制为不同射频芯片的本地振荡器施加一个可控延时...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，贺嘉诚，杨彬，鲍宇轩，赵珂，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：