【技术实现步骤摘要】
本公开涉及雷达成像，更具体地涉及一种基于多天线阵列的雷达成像方法及装置。
技术介绍
1、多接收多发送天线阵列(multiple-input multiple-out-put，以下简称mimo阵列)的雷达成像可以采用range migration algorithm(以下简称mimo-rma算法)和phaseshift migration(以下简称mimo-psm算法)。这种传统的mimo成像方法要求收发阵列均匀且等长，因此，对于mimo阵列收发段进行补零以满足等长是成像前的必要步骤。
2、在实现本公开专利技术构思的过程中，专利技术人发现，相关技术中mimo阵列成像存在计算量大且成像速度较慢的技术问题。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，基于多天线阵列的雷达成像方法。
2、根据本公开的第一个方面，提供了一种基于多天线阵列的雷达成像方法，包括：
3、采集目标阵列的发射天线阵元发出的目标宽带信号在成像区域进行散射后得到的初始回波信号；其中，目标阵列中包括多个收发天线阵元组合，每一个收发天线阵元组合包括发射天线阵元和接收天线阵元，每一个收发天线阵元组合对应成像区域中的一个散射点；根据发射天线阵元的位置信息和接收天线阵元的位置信息，生成与收发天线阵元组合对应的等效阵元的位置信息；根据发射天线阵元的位置信息、接收天线阵元的位置信息、等效阵元的位置信息和散射点的位置信息，生成等效阵元和收发阵元组合与对应的散射点之间的波程差；根据波程差，对初始回波信号进行相位补偿
4、根据本公开的实施例，发射天线阵元的位置信息包括第一方位向坐标、第一高度向坐标和第一距离向坐标；接收天线阵元的位置信息包括第二方位向坐标、第二高度向坐标和第二距离向坐标；根据发射天线阵元的位置信息和接收天线阵元的位置信息，生成与收发天线阵元组合对应的等效阵元的位置信息，包括：根据第一方位向坐标、第一高度向坐标、第二方位向坐标和第二高度向坐标，生成等效阵元的位置信息。
5、根据本公开的实施例，等效阵元的位置信息包括等效方位向坐标和等效高度向坐标；根据第一方位向坐标、第一高度向坐标、第二方位向坐标和第二高度向坐标，生成等效阵元的位置信息，包括：计算第一方位向坐标和第二方位向坐标的平均值，生成等效阵元的等效方位向坐标。
6、根据本公开的实施例，根据第一方位向坐标、第一高度向坐标、第二方位向坐标和第二高度向坐标，生成等效阵元的位置信息，包括：计算第一高度向坐标和第二高度向坐标的平均值，生成等效阵元的等效高度向坐标。
7、根据本公开的实施例，散射点的位置信息包括第三方位向坐标、第三高度向坐标和第三距离向坐标；根据发射天线阵元的位置信息、接收天线阵元的位置信息、等效阵元的位置信息和散射点的位置信息，生成等效阵元和收发天线阵元组合与对应的散射点之间的波程差，包括：根据发射天线阵元的位置信息、接收天线阵元的位置信息和散射点的位置信息，生成发射天线阵元到对应的散射点之间的第一单程距离和接收天线阵元到对应的散射点之间的第二单程距离；根据等效阵元的位置信息和散射点的位置信息，生成等效阵元到对应的散射点之间的等效单程距离；根据第一单程距离、第二单程距离和等效单程距离，生成等效阵元和收发天线阵元组合与对应的散射点之间的波程差。
8、根据本公开的实施例，根据波程差，对初始回波信号进行相位补偿和降维处理，得到目标回波信号，包括：根据波程差，得到初始回波信号的第一相位补偿因子；基于第一相位补偿因子，对初始回波信号进行相位补偿和降维处理，得到目标回波信号。
9、根据本公开的实施例，对目标回波信号进行处理，得到目标图像，包括：对目标回波信号进行二维的快速傅里叶变换，得到目标回波信号的空间频域谱；对目标回波信号的空间频域谱进行快速傅里叶逆变换，得到目标回波信号的空间谱；根据目标回波信号的空间谱，得到第二相位补偿因子；根据第二相位补偿因子和目标回波信号的空间谱，得到与目标回波信号相对应的目标散射函数。
10、根据本公开的实施例，对目标回波信号进行二维的快速傅里叶变换，包括：对目标回波信号在方位向和高度向进行二维快速傅里叶变换。
11、根据本公开的实施例，对目标回波信号的空间频域谱进行快速傅里叶逆变换，包括：定义匹配滤波函数，将目标回波信号的空间频率谱移动至成像区域中心；对目标回波信号的空间频率谱进行距离向上的快速逆傅里叶变换。
12、本公开的第二方面提供了一种基于多天线阵列的雷达成像装置，包括：
13、采集模块，用于采集目标阵列的发射天线阵元发出的目标宽带信号在成像区域进行散射后得到的初始回波信号；其中，目标阵列中包括多个收发天线阵元组合，每一个收发天线阵元组合包括发射天线阵元和接收天线阵元，每一个收发天线阵元组合对应成像区域中的一个散射点；
14、第一生成模块，用于根据发射天线阵元的位置信息和接收天线阵元的位置信息，生成与收发天线阵元组合对应的等效阵元的位置信息；
15、第二生成模块，用于根据发射天线阵元的位置信息、接收天线阵元的位置信息、等效阵元的位置信息和散射点的位置信息，生成等效阵元和收发阵元组合与对应的散射点之间的波程差；
16、得到模块，用于根据波程差，对初始回波信号进行相位补偿和降维处理，得到目标回波信号；
17、第三生成模块，用于对目标回波信号进行处理，生成目标图像。
18、本公开的第三方面提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述方法。
19、本公开的第四方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行上述方法。
20、本公开的第五方面还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法。
21、根据本公开提供的基于多天线阵列的雷达成像方法，通过将目标天线阵列中的发射天线和接收天线的阵元组合进行阵元等效，通过计算实际阵元和等效阵元到成像区域对应散射点的波程差，对初始回波信号进行相位补偿和降维，得到维度更低的目标回波信号并处理获得目标成像结果，由于对初始回波信号进行降维，因此在一定程度上减少了补零个数，处理更加简便，提升了目标天线阵列的成像速度。
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1.一种基于多天线阵列的雷达成像方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发射天线阵元的位置信息包括第一方位向坐标、第一高度向坐标和第一距离向坐标；所述接收天线阵元的位置信息包括第二方位向坐标、第二高度向坐标和第二距离向坐标；所述根据所述发射天线阵元的位置信息和所述接收天线阵元的位置信息，生成与所述收发天线阵元组合对应的等效阵元的位置信息，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述等效阵元的位置信息包括等效方位向坐标和等效高度向坐标；
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述根据所述第一方位向坐标、所述第一高度向坐标、所述第二方位向坐标和所述第二高度向坐标，生成所述等效阵元的位置信息，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述散射点的位置信息包括第三方位向坐标、第三高度向坐标和第三距离向坐标；
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述波程差，对所述初始回波信号进行相位补偿和降维处理，得到目标回波信号，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对所述目标回波信号进行处理，得
8.根据权利要求7所述的方法，其中，对所述目标回波信号进行二维的快速傅里叶变换，包括：
9.根据权利要求7所述的方法，其中，对所述目标回波信号的所述空间频域谱进行快速傅里叶逆变换，包括：
10.一种基于多天线阵列的雷达成像装置，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于多天线阵列的雷达成像方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发射天线阵元的位置信息包括第一方位向坐标、第一高度向坐标和第一距离向坐标；所述接收天线阵元的位置信息包括第二方位向坐标、第二高度向坐标和第二距离向坐标；所述根据所述发射天线阵元的位置信息和所述接收天线阵元的位置信息，生成与所述收发天线阵元组合对应的等效阵元的位置信息，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述等效阵元的位置信息包括等效方位向坐标和等效高度向坐标；
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述根据所述第一方位向坐标、所述第一高度向坐标、所述第二方位向坐标和所述第二高度向坐标，生成所述等效阵元的位置信...
【专利技术属性】
技术研发人员：李超，林波，纪奕才，刘小军，方广有，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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