一种基于实孔径多普勒波束锐化的杂波抑制三维成像方法.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CN109655819A(43)申请公布日2019.04.19(21)申请号201811346618.8(22)申请日2018.11.13(71)申请人上海无线电设备研究所地址200090上海市杨浦区黎平路203号(72)发明人董千里杜科李森马宪超朱炳祺蒋兵兵王鹤雷(74)专利代理机构上海元好知识产权代理有限公司31323代理人张妍刘琰(51)Int.Cl.G01S13/44(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图6页(54)发明名称一种基于实孔径多普勒波束锐化的杂波抑制三维成像方法(57)摘要本发明公开一种基于实孔径多普勒波束锐化的杂波抑制三维成像方法，包含：导引头依次发射多个线性调频脉冲，并接收目标回波；每个脉冲进行匹配滤波获得目标的一维距离像；利用多个一维距离像相参处理获得目标的距离多普勒图像；利用恒虚警检测将目标不同散射点置于不同的距离多普勒单元中；利用相控阵比幅单脉冲测角获得目标不同散射点的方位角和俯仰角信息；利用“多径杂波抑制算法”抑制多径杂波；利用坐标系欧拉转换获得目标坐标系中的三维图像。本发明相较于二维图像能够获得目标的高度信息，利用“多径杂波抑制算法”抑制多径杂波，获得打击目标的精确三维图像；本发明在准确获得打击目标结构特征的情况下，为后续精确打击提供图像基础。CN109655819ACN109655819A权利要求书1/2页1.一种基于实孔径多普勒波束锐化的杂波抑制三维成像方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：S1、导引头依次发射多个线性调频脉冲；S2、接收目标回波；S3、每个脉冲进行匹配滤波获得目标的一维距离像；S4、利用多个一维距离像相参处理获得目标的距离多普勒图像；S5、利用恒虚警检测将目标不同散射点置于不同的距离多普勒单元中；S6、利用相控阵比幅单脉冲测角获得目标不同散射点的方位角和俯仰角信息；S7、利用多径杂波抑制算法抑制多径杂波；S8、利用坐标系欧拉转换获得目标坐标系中的三维图像。2.如权利要求1所述的基于实孔径多普勒波束锐化的杂波抑制三维成像方法，其特征在于，所述步骤S1中，进一步包含：导引头依次发射N个线性调频脉冲，发射的线性调频脉冲表达式为：A·exp[j(2πf0t+π2kt)]，其中，A为发射信号的幅度，t为时间，f0为载频，k为调频率，j为虚数单位。3.如权利要求2所述的基于实孔径多普勒波束锐化的杂波抑制三维成像方法，其特征在于，所述步骤S2中，进一步包含：所述发射的线性调频脉冲经过距离为R0处的目标反射后，接收到的目标回波为：A·exp2{j[2πf0(t-2R0/c)+πk(t-2R0/c)]}，其中，c表示光速。4.如权利要求3所述的基于实孔径多普勒波束锐化的杂波抑制三维成像方法，其特征在于，所述步骤S3中，进一步包含：2经过下变频后获得的混频信号为A’·exp{j[2πf0(-2R0/c)+πk(t-2R0/c)]}，利用线性调频信号的匹配滤波器对每个线性调频信号的脉冲做脉冲压缩后得到的一维距离像可表示为A”·sinc(R-R0)；其中，N个线性调频信号脉冲压缩后获得N个一维距离像。5.如权利要求4所述的基于实孔径多普勒波束锐化的杂波抑制三维成像方法，其特征在于，所述步骤S4中，进一步包含：将N个一维距离像按照距离门进行重排，每个距离门内有N个脉冲压缩数据，对每个距离门内的N个数据进行离散傅里叶变换处理，获得每个距离门内的多普勒信息，所有的距离门内N个数据处理完毕后获得目标散射点的距离多普勒二维图像。6.如权利要求5所述的基于实孔径多普勒波束锐化的杂波抑制三维成像方法，其特征在于，所述步骤S5中，进一步包含：对距离多普勒图像进行二维恒虚警检测，获得每个目标散射点的距离多普勒单元(Ri,fi)。7.如权利要求6所述的基于实孔径多普勒波束锐化的杂波抑制三维成像方法，其特征在于，2CN109655819A权利要求书2/2页所述步骤S6中，进一步包含：对存在目标散射点的每个距离多普勒单元(Ri,fi)进行相控阵比幅单脉冲测角，利用相控阵比幅单脉冲测角获得每个目标散射点的方位角信息αi和俯仰角信息βi；测角公式为：其中，F1(θ)表示子阵1的方向图，F2(θ)表示子阵2的方向图，M表示阵元数，D表示阵元间隔，ξ表示子阵与轴线的夹角，ε表示待测角度。8.如权利要求7所述的基于实孔径多普勒波束锐化的杂波抑制三维成像方法，其特征在于，所述步骤S7中，进一步包含：利用每个散射点的距离Ri、俯仰角βi计算出其高度hi＝Risinβi，通过每个散射点的高度统计得到地平面的高度估计H，然后剔除掉hi<H的散射点，完成多径杂波的抑制；其中，多径杂波是指雷达回波在目标不同散射点之间多次反射或者在目标散射点与地面之间多次反射，