MIMO-SAR回波分离方法及装置、电子设备、存储介质.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CN114152945A(43)申请公布日2022.03.08(21)申请号202111413766.9(22)申请日2021.11.25(71)申请人中国科学院空天信息创新研究院地址100190北京市海淀区北四环西路19号(72)发明人张岩岩王宇邓云凯昌盛张永伟王伟(74)专利代理机构北京派特恩知识产权代理有限公司11270代理人王军红张颖玲(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)G01S7/41(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图6页(54)发明名称MIMO-SAR回波分离方法及装置、电子设备、存储介质(57)摘要本申请是关于一种多输入多输出合成孔径雷达回波分离方法及装置、电子设备、存储介质，所述方法包括：确定被观测的子测绘带的最大数目，在一个脉冲重复间隔的发射时间窗内，使用M个子天线同时发射雷达信号分别照射不大于最大数目的M个子测绘带进行观测；并在同一个回波窗内通过N个子天线接收M个子测绘带的混合回波信号，得到N组混合回波信号；利用各子带回波信号的独立统计特性，基于N组混合回波信号和特征矩阵联合近似对角化JADE算法进行回波分离，得到M个子测绘带的回波信号；基于合成孔径雷达SAR成像算法对分离的回波信号分别成像得到M个子测绘带的雷达图像，实现SAR宽幅成像。本申请的处理系统复杂度低，且具有较强的适用性。CN114152945ACN114152945A权利要求书1/2页1.一种多输入多输出合成孔径雷达回波分离方法，其特征在于，所述方法包括：确定被观测的子测绘带的最大数目，在一个脉冲重复间隔的发射时间窗内，使用M个子天线同时发射雷达信号分别照射不大于最大数目的M个子测绘带进行观测；并在同一个回波窗内通过N个子天线接收M个子测绘带的混合回波信号，得到N组混合回波信号；其中，N≥M；利用各子带回波信号的独立统计特性，基于N组混合回波信号和特征矩阵联合近似对角化JADE算法进行回波分离，得到M个子测绘带的回波信号；基于合成孔径雷达SAR成像算法对分离的回波信号分别成像得到M个子测绘带的雷达图像，实现SAR宽幅成像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定被观测的子测绘带的最大数目，包括：通过下式确定被观测的子测绘带的最大数目Mmax：其中，Hsat为卫星高度，Re为地球半径，C为光速，T为脉冲重复时间PRT，floor[*]表示不大于*的最大整数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用各子带回波信号的独立统计特性，基于N组混合回波信号和特征矩阵联合近似对角化JADE算法进行回波分离，得到M个子测绘带的回波信号，包括：对N组回波观测数据x(t)进行白化处理得到白化数据z(t)，使所求混合矩阵退化为正交矩阵；对所述白化数据z(t)的四阶累积量矩阵的特征矩阵进行特征矩阵联合近似对角化处理，得到正交矩阵U＝VJP，其中，P为置换矩阵，J为对角矩阵；将白化数据z(t)左乘以U的共轭转置矩阵，得到分离的M个子测绘带的回波信号，表示为：y(t)＝UHz(t)＝PJs(t)。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在M个子测绘带中，相邻子测绘带间的斜距差保持为T·C/4，使M个子测绘带的混合回波处于同一回波窗内。5.一种多输入多输出合成孔径雷达回波分离装置，其特征在于，所述装置包括：确定单元，用于确定被观测的子测绘带的最大数目；观测单元，用于在一个脉冲重复间隔的发射时间窗内，使用M个子天线同时发射雷达信号分别照射不大于最大数目的M个子测绘带进行观测；接收单元，用于在同一个回波窗内通过N个子天线接收M个子测绘带的混合回波信号，得到N组混合回波信号；其中，N≥M；回波分离单元，用于利用各子带回波信号的独立统计特性，基于N组混合回波信号和特征矩阵联合近似对角化JADE算法进行回波分离，得到M个子测绘带的回波信号；成像单元，用于基于合成孔径雷达SAR成像算法对分离的回波信号分别成像得到M个子测绘带的雷达图像，实现SAR宽幅成像。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述确定单元，还用于：通过下式确定被观测的子测绘带的最大数目Mmax：2CN114152945A权利要求书2/2页其中，Hsat为卫星高度，Re为地球半径，C为光速，T为脉冲重复时间PRT，floor[*]表示不大于*的最大整数。7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述回波分离单元，还用于：对N组回波观测数据x(t)进行白化处理得到白化数据z(t)，使所求混合矩阵退化为正交矩阵；对所述白化数据z(t)的四阶累积量矩阵的特征矩阵进行特征矩阵联合近似对角化处理，得到正交矩阵U＝VJP，其中，P为置换矩阵，J为对角矩阵；将白化数据z(t)左乘以U的共轭转置矩阵，得