一种基于编码阵列实现同时成像与探测的方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114236491A(43)申请公布日2022.03.25(21)申请号202111570659.7(22)申请日2021.12.21(71)申请人中国科学院空天信息创新研究院地址100089北京市海淀区北四环西路19号(72)发明人王岩飞樊邦奎李和平韩松(74)专利代理机构北京天达知识产权代理事务所(普通合伙)11386代理人李明里(51)Int.Cl.G01S7/41(2006.01)G01S13/89(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图2页(54)发明名称一种基于编码阵列实现同时成像与探测的方法及系统(57)摘要本发明涉及一种基于编码阵列实现同时成像与探测的方法及系统；其中，方法包括：对雷达阵列每个的辐射阵元赋予单独的编码脉冲信号；所述单独的编码脉冲信号使目标反射所产生的回波信号在时间、空间或频率上可分离；或对所述回波信号通过解码处理后可分离；雷达工作时，雷达阵列的每个辐射阵元发射各自的编码脉冲信号，每个辐射阵元接收自身和其他辐射阵元发射的编码脉冲信号的回波信号；采集每个辐射阵元接收的所述回波信号，进行解码处理；根据解码后的回波信号，进行成像处理和信号检测处理，同时得到雷达图像和运动目标探测结果。本发明提高雷达的成像和探测同时实现的系统性能，可灵活调整成像性能和运动目标检测性能。CN114236491ACN114236491A权利要求书1/3页1.一种基于编码阵列实现同时成像与探测的方法，其特征在于，包括以下步骤：对雷达阵列每个的辐射阵元赋予单独的编码脉冲信号；所述单独的编码脉冲信号使目标反射所产生的回波信号在时间、空间或频率上可分离；或对所述回波信号通过解码处理后可分离；雷达工作时，雷达阵列的每个辐射阵元发射各自的编码脉冲信号，每个辐射阵元接收自身和其他辐射阵元发射的编码脉冲信号的回波信号；采集每个辐射阵元接收的所述回波信号，进行解码处理；根据解码后的回波信号，进行成像处理和信号检测处理，同时得到雷达图像和运动目标探测结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，单独的编码脉冲信号为分频编码脉冲信号、时间‑相位组合编码脉冲信号或时间‑相位‑频率组合编码脉冲信号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述单独的编码脉冲信号为分频编码脉冲信号；在发射时，每个阵元采用不同频率发射，通过频率隔离发射通道；在接收时，每个阵元接收回波信号后，通过频域滤波分离出不同阵元的发射信号所对应的回波信号；所述单独的编码脉冲信号为时间‑相位组合编码脉冲信号，编码的基本约束是各编码通道彼此正交；在发射时，每个阵元采用不同编码发射；在接收时，每个阵元接收回波信号后，通过解码处理分离出不同阵元的发射信号所对应的回波信号；所述单独的编码脉冲信号为时间‑相位‑频率组合编码脉冲信号，编码的基本约束是各编码通道彼此正交；在发射时，每个阵元采用不同编码发射；在接收时，每个阵元接收回波信号后，通过解码处理分离出不同阵元的发射信号所对应的回波信号。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采集每个辐射阵元接收的所述回波信号，进行解码处理包括：对于分频编码脉冲信号，采用频域滤波的方式进行解码处理；对于时间‑相位组合编码脉冲信号，通过编码矩阵获取解码矩阵，然后利用解码矩阵对回波信号进行解码处理；所述解码矩阵与编码矩阵相对应，包括与所有阵元的脉冲编码方式对应的脉冲解码方式；对于时间‑相位‑频率组合编码脉冲信号，通过编码矩阵获取解码矩阵，然后利用解码矩阵处理回波信号；再结合频率滤波的方式对回波信号进行解码处理；所述解码矩阵与编码矩阵相对应，包括与所有阵元的脉冲编码方式对应的脉冲解码方式。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，同时成像与探测中，所述成像处理，利用每个阵元的不同时编码脉冲的目标回波信号之间的相差，以及利用每个阵元的同时编码脉冲的目标回波信号之间的相差，进行成像处理，得到雷达图像；所述检测处理，包括对阵元的不同时编码脉冲的目标回波信号联合进行目标检测处理，或对阵元的同时编码脉冲的目标回波信号单独进行目标检测处理。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述成像处理中，对于解码后的包括N2个独立通道信号的目标回波数据，根据成像分辨率，选择对应的通道数据进行后续处理，N为阵元数；包括：1)频率处理：对于分频编码的回波信号，在接收数据进行滤波处理后，再进行频率合成，合成后频率2CN114236491A权利要求书2/3页带宽不低于成像分辨率要求所对应的频率带宽；对于时间‑相位组合编码的回波信号，在接收数据进行滤波处理和解码处理后，再进行频率合成，合成后频率带宽不低于成像分辨率要求所对应的频率带宽；对于时间‑相位‑频率组合编码的回波信号，在接收数据进行滤波处理和解码处