用于MIMO波束成形的栅旁瓣抑制方法.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CN113900066A(43)申请公布日2022.01.07(21)申请号202111251447.2(22)申请日2021.10.26(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)发明人李超杨冠刘小军方广有(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人樊晓(51)Int.Cl.G01S7/292(2006.01)G01S7/288(2006.01)G01S7/41(2006.01)G01S13/89(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称用于MIMO波束成形的栅旁瓣抑制方法(57)摘要本公开提供一种用于MIMO波束成形的栅旁瓣抑制方法，包括：S1：接收原始散射回波信号，选定一发射阵元，分析与其对应的原始回波信号；S2：将原始回波信号变换到接收阵列方向所对应的空间频率域，确定对应空间波数谱；S3：将空间波数谱应用PSM算法进行波场外推，对选定发射阵元有关的残余相位进行相位补偿得到精确的爆炸场函数，并得到初步的目标函数和相干因子算法中的相干功率项；S4：对选定发射阵元对应的原始回波信号进行重构得到差波数下的虚拟回波信号；S5：将虚拟回波信号参照S2、S3计算到相干因子算法中最终的非相干功率项；以及S6：根据得到的相干功率项与最终的非相干功率项获得相干因子，与目标函数加权相乘得到最终的目标成像函数结果。CN113900066ACN113900066A权利要求书1/2页1.一种用于MIMO波束成形的栅旁瓣抑制方法，包括：操作S1：接收宽带信号经过目标散射后得到的原始散射回波信号，选定任意一发射阵元，分析与该发射阵元对应的原始回波信号；操作S2：将所述原始回波信号变换到接收阵列方向所对应的空间频率域，确定对应空间波数谱；操作S3：将所述空间波数谱应用PSM算法进行波场外推，对所述选定发射阵元有关的残余相位进行相位补偿得到精确的爆炸场函数，并得到初步的目标函数和相干因子算法中的相干功率项；操作S4：对所述选定发射阵元对应的原始回波信号进行重构得到差波数下的虚拟回波信号；操作S5：将所述虚拟回波信号参照操作S2、S3计算到相干因子算法中最终的非相干功率项；以及操作S6：根据得到的所述相干功率项与最终的非相干功率项获得相干因子，与所述目标函数加权相乘得到最终的目标成像函数结果。2.根据权利要求1所述的用于MIMO波束成形的栅旁瓣抑制方法，采用发射端在两端，接收端在中间均匀布置，或接收端在两端，发射端在中间均匀布置的线阵形式。3.根据权利要求1所述的用于MIMO波束成形的栅旁瓣抑制方法，最终目标成像结果uCF‑PSM(x，z)表示为uCF‑PSM(x，z)＝CF(x，z)·u(x，z)(23)；其中，CF(x，z)为最终的相干因子，u(x，z)为初步的目标函数，x为成像区域方位向坐标网格点，z为成像区域距离向坐标网格点。4.根据权利要求3所述的用于MIMO波束成形的栅旁瓣抑制方法，所述最终的相干因子2为相干因子算法中的相干功率|u(x，z)|与最终的非相干功率Ip(x，z)的比，表示为：5.根据权利要求4所述的用于MIMO波束成形的栅旁瓣抑制方法，完成原始回波信号数据重构及虚拟距离向波数计算，遍历所有发射阵元，结果叠加得到最终的非相干功率：其中，NTX为发射阵元个数，It(x，z)为与所选定发射阵元相关的子图像。6.根据权利要求4所述的用于MIMO波束成形的栅旁瓣抑制方法，所述u(x，z)为初步的目标成像函数综合表达为：其中，ut(x，z)为t号发射阵元相关的子图像，s1(xr，k)为与1号发射阵元相关的原始接收回波，k＝2πf/c为发射频率对应的波数，kxr为方位向波数，kz为距离向波数，表示2CN113900066A权利要求书2/2页关于kxr的一维逆傅里叶变换，FT1D‑xr表示关于xr的一维傅里叶变换。7.根据权利要求4所述的用于MIMO波束成形的栅旁瓣抑制方法，非相干功率Ip(x，z)表达为：2Ip(x，z)＝∫[∫|∫s(xt，xr，k)exp(2jkR)dk|dxr]dxt(16)。3CN113900066A说明书1/8页用于MIMO波束成形的栅旁瓣抑制方法技术领域[0001]本公开涉及雷达技术领域，尤其涉及一种用于MIMO波束成形的栅旁瓣抑制方法。背景技术[0002]波束成形技术是阵列雷达中常用的技术手段。常见的雷达成像系统一般基于二维阵列实现三维成像，方位俯仰向分辨能力取决于阵列参数，结合宽带信号实现距离向的高分辨。然而在太赫兹频段，波长很短，通常为毫米级或亚毫米级，受限于奈奎斯特空间采样率要求，设计二维阵列需要的阵元个数庞大，再者太赫兹器件成本相对较高，导致