MIMO雷达近场成像校准与互耦合补偿方法
2023-09-13余小龙陶小辉姜力晖彭国良
雷达科学与技术 2023年4期
关键词:信号
余小龙,张 炎,陶小辉,姜力晖,彭国良,曹 锐
(1.中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽合肥 230088;2.孔径阵列与空间探测安徽省实验室,安徽合肥 230088)
0 引 言
采用SAR 技术,将收发天线沿着长线阵的轨迹等速移动并辐射相参信号,从而实现等同于长线阵的方位向高分辨率[1]。线性合成孔径阵列可以通过条带模式进行数据采集[2],这种模式下随着雷达中心频率的增加至毫米级,SAR 系统获得的方位向分辨率能力也随之更高。近年来,基于CMOS 的调频连续波雷达能够将模拟单元与射频单元集成到一个紧凑芯片中[3],这使超宽带毫米波雷达系统小型化并低成本化,被广泛用于健康监测、武器藏匿检查、建筑结构检查等视觉失灵领域的高分辨率近场成像[4-9]。传统的SAR成像系统采用由单个阵元构成的密集阵列,而MIMO阵列则由多个阵元构成的子阵进行信号收发,实现了数据采集时间的减少。
对于单个阵元,现阶段长期使用的SAR 全息成像方法是基于RMA 的波数域方法[10],为了提高计算速度常常需要在时间-空间域、频率-波数域通过Stolt 插值法得到均匀采样的后向散射信号数据后进行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)[11],然而这种插值过程繁琐,成像效率较低。本文讨论了引入NUFFT 代替Stolt 插值的方法,极大提高了RMA 重建图像速度[12-16],这对于相比单个阵元复杂度更高的MIMO 的采用有着重要意义[17]。
在实际应用中,MIMO 阵列不同阵元拾取的后向散射信号之间存在着相位或者距离不匹配[18],同时多站雷达的收发天线之间存在耦合的情况[19],未经过校准的SAR 成像存在严重的伪影。……
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