[发明专利]一种频率分集阵列雷达去目标位置模糊成像方法

说明书

本发明公开了一种频率分集阵列雷达去目标位置模糊成像方法，该方法在线性频偏的频率分集阵列雷达系统中，由N个等间距的阵元线性排列构成，线性频率选择单元的一端与各阵元的基带信号生成器相连，另一端与成像算法单元相连，基带信号生成器将基带信号送入上变频器，基带信号经过上变频后得到发射信号，将发射信号送入各发射天线并将信号发射出去；信号经过目标反射后由接收天线接收回波信号，回波信号送入各阵元的滤波器，将信号送入下变频器，得到携带信息基带信号，最后将该信号送入成像算法单元中成像。该方法可以在发射两个频率偏置信号的情况下实现对多个目标成像；在成像算法单元处理中可以解决目标位置模糊问题。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，具体是一种频率分集阵列雷达去目标位置模糊成像方法。

背景技术

近年来，雷达成像技术在军用和民用领域得到广泛的应用。传统的成像雷达通过发射宽带信号来获取高分辨率，但是，由于发射机发射宽带信号，同时接收机也接收宽带信号，这对发射机和接收机的硬件要求比较高，同时也会带来更高的硬件成本。二十一世纪初期，美国空军实验室首次提出了频率分集阵列(Frequency Diverse Array，FDA)雷达，近些年FDA得到迅速发展。FDA各个阵元发射与传统宽带信号不同的单频信号，从而避免发射宽带信号。FDA发射波束方向图的距离和角度耦合的，由于这种耦合关系，无法直接对目标场景进行成像。当发射两个不同频率偏置的信号时，可以对单点目标进行，然而，对多点目标成像时，则会产生目标位置模糊。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的FDA距离角度存在耦合，无法直接对多目标成像，发射两次频率偏置信号对多目标进行成像时会产生目标位置模糊，发射随机频偏信号虽然能解模糊但是成像结果旁瓣较高等问题，而提供一种频率分集阵列雷达去目标位置模糊成像方法。

实现本发明目的的技术方案是：

在线性频偏的频率分集阵列雷达系统中，由N个等间距的阵元线性排列构成，线性频率选择单元的一端与各阵元的基带信号生成器相连，另一端与成像算法单元相连，基带信号生成器将基带信号送入上变频器，基带信号经过上变频后得到发射信号，将发射信号送入各发射天线并将信号发射出去；信号经过目标反射后由接收天线接收回波信号，回波信号送入各阵元的滤波器，将信号送入下变频器，得到携带信息基带信号，最后将该信号送入成像算法单元。

一种频率分集阵列雷达去目标位置模糊成像方法，包括如下步骤：

1)在频率分集阵列雷达系统有N个阵元，阵元间距d≤λ/2，通过调制信号生成器在该组阵元上产生一组频率偏置为Δf和一组频率偏置为-Δf的信号，对应的调制信号表达式s_n(t)为：

s_n(t)＝e^j2πnΔft+e^-j2πnΔft n＝1,2…,N (1)

其中，n表示阵元序号，j为虚数单位，t为时间；

2)N个阵元上的调制信号s_n(t)与载波信号相乘，每个阵元得到相应的已调信号s′_n(t)，其表达式为：

3)N个阵元的发射天线将N个已调信号s′_n(t)发射出去，当信号遇到目标后，将发射信号反射回来；

4)N个阵元的接收天线接收遇到目标而反射回来的回波信号，设第n个接收天线接收的回波信号为r_n(t)：

其中，K表示目标个数，m表示第m个发射阵元，R_k表示第k个目标的参考距离，θ_k表示第k个目标的相对角度，d为阵元间距，接收阵元接收的回波信号经过滤波器进行滤波后进入成像算法单元；