【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于雷达，具体涉及一种基于通信波形的超分辨成像方法及设备。
技术介绍
1、雷达成像是一种利用雷达技术来获取目标图像或视觉信息的方法，具备全天候、全天时、远距离探测等优势，因而成为世界各国争相发展的焦点。在早期雷达探测或雷达成像中，通常将观测物体视为点目标进行研究，这导致雷达的分辨率较低，如果无法将目标视为点目标或需要看清目标的整个轮廓和位置则需要提高对物体的探测成像精度，而如何实现目标的高分辨成像对成像方法走向实际应用具有重要的意义。
2、随着雷达成像技术的快速发展，各种成像方法层出不穷，根据不同的雷达工作原理，雷达成像模式大致可以划分为实孔径成像雷达和合成孔径成像雷达两大类。实孔径成像雷达通过大规模天线阵列形成大的观察测量孔径并进行波束扫描实现对区域内目标的分辨和成像，可以实现对重点区域的一次“快拍”成像或凝视观测。合成孔径雷达和逆合成孔径雷达成像原理相同，都需要依赖于距离-多普勒原理，利用雷达和目标之间的相对运动来实现高分辨率成像，不同之处在于合成孔径雷达一般用于飞机和探测器等运动平台上，通过雷达自身移动对目标进行分辨成像，而逆合成孔径雷达则恰好相反，通过目标运动来成像。
3、目前，实孔径成像雷达的分辨能力依赖于天线尺寸，需要大规模的雷达天线阵列来实现高分辨成像，因此该成像系统的建设成本极为昂贵，如果减小阵元的数量就必须增大阵元之间的间隔，但由于间距大于半波长会导致方位向欠采样，还会存在由旁瓣引起的虚假影像使得有效识别的目标难以实现。而逆合成孔径雷达或合成孔径雷达都需要利用雷达与目标之间相对
技术实现思路
1、为了解决现有技术中所存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于通信波形的超分辨成像方法及设备。
2、本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
3、本专利技术提供一种基于通信波形的超分辨成像方法，包括：
4、确定待成像目标的位置；
5、根据所述待成像目标的位置构建成像平面，并将所述成像平面划分为多个成像网格单元；每个成像网格单元对应一个目标散射系数；
6、向所述待成像目标发射通信信号，并采集所述待成像目标的目标回波信号；其中，所述通信信号的信号幅值随时间随机变化；
7、根据所述通信信号和所述每个成像网格单元的位置矢量，确定所述通信信号在所述每个成像网格单元处的辐射场参考信号；
8、根据所述辐射场参考信号和采集的目标回波信号进行目标重构，得到所述每个成像网格单元的所述目标散射系数；
9、根据所述目标散射系数，得到所述待成像目标的成像结果。
10、在一些实施例中，所述通信信号为otfs信号、ofdm信号或ocdm信号。
11、在一些实施例中，所述根据所述通信信号和所述每个成像网格单元的位置矢量，确定所述通信信号在所述每个成像网格单元处的辐射场参考信号，包括：
12、根据发射所述通信信号的发射阵元的位置矢量、接收所述目标回波信号的接收阵元的位置矢量，以及所述每个成像网格单元的位置矢量，确定所述发射阵元所发射的通信信号经过所述每个成像网格单元的散射后到达所述接收阵元的时延；
13、根据所述时延和所述发射阵元所发射的通信信号，确定所述通信信号在所述每个成像网格单元处的辐射场参考信号。
14、在一些实施例中，所述通信信号在第k个成像网格单元处的辐射场参考信号的表达式为：
15、
16、其中，n为所述发射阵元的数量，rk为第k个成像网格单元的位置矢量，k＝1,2,…,k，k为成像网格单元的总数，stn(t)为第n个发射阵元发射的通信信号，为所述第n个发射阵元发射的通信信号经过所述第k个成像网格单元的散射后到达所述接收阵元的时延。
17、在一些实施例中，的表达式如下：
18、
19、其中，rn为所述第n个发射阵元发射的位置矢量，r0为所述接收阵元的位置矢量，c为光波在真空中的传播速度。
20、在一些实施例中，所述目标回波信号的表达式为：
21、其中，σk为所述第k个成像网格单元的所述目标散射系数。
22、在一些实施例中，所述根据所述辐射场参考信号和采集的目标回波信号进行目标重构，得到所述每个成像网格单元的所述目标散射系数，包括：
23、将所述多个成像网格单元处的所述辐射场参考信号，以及采集的目标回波信号，代入成像方程后，采用目标重构算法对所述成像方程求解，得到所述每个成像网格单元的所述目标散射系数；
24、其中，所述成像方程用于表征所述目标回波信号、所述辐射场参考信号和所述目标散射系数三者之间的线性关系。
25、在一些实施例中，所述成像方程的表达式如下：
26、
27、其中，y(tl)为第l时刻采集的目标回波信号，l＝1,2,...,l，rk为第k个成像网格单元的位置矢量，k＝1,2,…,k，k为成像网格单元的总数，s(tl,rk)为第l时刻发射的通信信号在所述第k个成像网格单元处的辐射场参考信号，σk为所述第k个成像网格单元的所述目标散射系数，w表示所述目标回波信号中的噪声矢量。
28、在一些实施例中，所述目标重构算法为稀疏贝叶斯学习算法，所述稀疏贝叶斯学习算法的求解方程的表达式如下：
29、
30、其中，η为正则化参数，s表示辐射场参考信号构成的辐射场参考矩阵，σ表示目标散射系数矢量，σ＝[σ1,σ2,…,σk]t，σk为第k个成像网格单元的所述目标散射系数，t为转置符号，k＝1,2,…,k，k为成像网格单元的总数，y为目标回波信号矢量，为求解出的目标散射系数矢量，||.||1表示l1范数，||.||2表示l2范数。
31、本专利技术还提供一种基于通信波形的超分辨成像设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，所述处理器、所述通信接口和所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；
32、所述存储器，用于存放计算机程序；
33、所述处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述通信波形的超分辨成像方法的方法步骤。
34、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
35、本专利技术使用信号幅值随时间随机变化的通信信号作为发射信号，增强了辐射场在时域和空域上的随机特性，从而为目标散射系数的求解提供了更丰富的方位向分辨信息，因此，可以在不依赖于目标与雷达之间的相对运动且受天线尺寸的影响较小的情况下，实现对目标的高分辨率成像。
36、以下将结合附图及对本专利技术做进一步详细说明。
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1.一种基于通信波形的超分辨成像方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于通信波形的超分辨成像方法，其特征在于，所述通信信号为OTFS信号、OFDM信号或OCDM信号。
3.根据权利要求1所述的基于通信波形的超分辨成像方法，其特征在于，所述根据所述通信信号和所述每个成像网格单元的位置矢量，确定所述通信信号在所述每个成像网格单元处的辐射场参考信号，包括：
4.根据权利要求1所述的基于通信波形的超分辨成像方法，其特征在于，所述通信信号在第k个成像网格单元处的辐射场参考信号的表达式为：
5.根据权利要求4所述的基于通信波形的超分辨成像方法，其特征在于，的表达式如下：
6.根据权利要求4所述的基于通信波形的超分辨成像方法，其特征在于，所述目标回波信号的表达式为：
7.根据权利要求1所述的基于通信波形的超分辨成像方法，其特征在于，所述根据所述辐射场参考信号和采集的目标回波信号进行目标重构，得到所述每个成像网格单元的所述目标散射系数，包括：
8.根据权利要求7所述的基于通信波形的超分辨成像方法，其
9.根据权利要求7所述的基于通信波形的超分辨成像方法，其特征在于，所述目标重构算法为稀疏贝叶斯学习算法，所述稀疏贝叶斯学习算法的求解方程的表达式如下：
10.一种基于通信波形的超分辨成像设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其特征在于，所述处理器、所述通信接口和所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；
...【技术特征摘要】
1.一种基于通信波形的超分辨成像方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于通信波形的超分辨成像方法，其特征在于，所述通信信号为otfs信号、ofdm信号或ocdm信号。
3.根据权利要求1所述的基于通信波形的超分辨成像方法，其特征在于，所述根据所述通信信号和所述每个成像网格单元的位置矢量，确定所述通信信号在所述每个成像网格单元处的辐射场参考信号，包括：
4.根据权利要求1所述的基于通信波形的超分辨成像方法，其特征在于，所述通信信号在第k个成像网格单元处的辐射场参考信号的表达式为：
5.根据权利要求4所述的基于通信波形的超分辨成像方法，其特征在于，的表达式如下：
6.根据权利要求4所述的基于通信波形的超分辨成...
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