基于二維最小相位相干因子的MIMO穿墻雷達(dá)成像方法*

屈樂樂，楊永席，楊天虹

(沈陽航空航天大學(xué) 電子信息工程學(xué)院,沈陽 110136)

0 引 言

超寬帶(Ultra-wideband,UWB)雷達(dá)是一種高分辨率雷達(dá)，在分辨率、穿透能力等方面具有許多傳統(tǒng)探測方法不具備的優(yōu)勢。多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷達(dá)是通過多個發(fā)射端發(fā)射特定波形、多個接收端接收各路散射信號并進(jìn)行聯(lián)合處理的新體制雷達(dá)，可以在陣元數(shù)目有限的情況下極大地提高陣元利用率。因此，超寬帶MIMO被越來越廣泛的應(yīng)用在穿墻雷達(dá)中[1-2]。

對于穿墻成像雷達(dá)而言，低柵瓣、低旁瓣和高分辨率的圖像有助于區(qū)別不同的目標(biāo)，抑制偽影。文獻(xiàn)[3]系統(tǒng)地比較了超寬帶與窄帶信號，指出柵瓣是由各陣元發(fā)射的信號部分相干疊加形成的，對于超寬帶信號，陣元均勻配置的陣列比隨機(jī)陣列的柵瓣低。文獻(xiàn)[4-5]分析了MIMO雷達(dá)因等效相位中心產(chǎn)生的誤差，并給出相應(yīng)的誤差校正方法。對于陣列設(shè)計，文獻(xiàn)[6]提出分解法設(shè)計收發(fā)分置陣列，使得等效陣列是均勻無冗余且等幅加權(quán)的，但會遺漏一些設(shè)計方案。文獻(xiàn)[7]根據(jù)給定的等效陣列設(shè)計陣元的位置及權(quán)重，用卷積逆運(yùn)算配置收發(fā)共置陣列。文獻(xiàn)[8]提出了一個基于多項式分解方案，并將其應(yīng)用于具有均勻線性的等效天線陣列設(shè)計。

正確的MIMO陣列拓?fù)湓O(shè)計可以減少成像結(jié)果的柵瓣和旁瓣雜波干擾，提高成像質(zhì)量。但在實(shí)際應(yīng)用中系統(tǒng)天線尺寸在很多情況下不能滿足理論上完全消除柵瓣的天線間距大小。另外，電磁波通過墻體傳播會出現(xiàn)折射、多次反射以及速度變化等現(xiàn)象，導(dǎo)致虛假目標(biāo)偽影的產(chǎn)生。……