[发明专利]一种基于超宽带MIMO阵列的扇扫成像方法

摘要

本发明提供了一种基于超宽带MIMO阵列的扇扫成像方法，利用MIMO阵列的M个发射阵元在单个脉冲内同时发射M个相互独立的脉冲信号，这M个相互独立的脉冲总带宽与单个UWB脉冲的带宽相等。利用线列阵对回波进行接收，并利用匹配滤波处理分离出不同脉冲对应的回波分量。分别处理这些回波分量，并对其进行UWB信号合成，获得最终的扇扫图。本发明具有与使用单个大带宽的UWB信号类似的高方位和高距离分辨率，克服了步进频率成像系统中发射信号时间过长的缺点。

主权项

一种基于超宽带MIMO阵列的扇扫成像方法，其特征在于包括下述步骤：1)设定用于扇扫成像的MIMO阵列的发射阵元和接收阵元个数分别为M和N，接收阵列为N元均匀直线阵；2)M个脉冲信号的互相关函数峰值小于等于其自相关峰值的0.2倍，且脉冲信号的总频带宽度等于单个UWB脉冲信号的带宽；利用MIMO阵列的M个发射阵元在单个脉冲内同时发射M个脉冲信号，在单个脉冲照射时间内完成对目标区域的空间采样，利用N元接收线列阵对回波进行采集，第n个阵元上的回波sn(t)是这M个相互独立的脉冲信号经过不同时延和衰减后的时域叠加；采集好回波后，利用M个发射信号对N个接收阵元上的回波分别进行匹配滤波处理，获得M组匹配滤波输出分量；3)对匹配滤波输出分量进行UWB信号合成，过程如下：（a）对每组中N个匹配滤波输出分量进行波束形成，通过调节波束指向角使得目标区域被Q个波束覆盖，共获得Q个角度上的波束输出；对M组匹配滤波输出分量都进行相同的多波束处理，共获得MQ个分量，根据波束指向角分为Q组，每组含有M个具有相同波束指向角的波束输出分量；（b）对于Q组波束输出，将每组内的M个分量求和；求和时将M个波束输出在时域上进行对齐，然后直接将这M个波束输出相加获得单个波束输出，最终获得Q个由UWB信号组成的波束输出；4)提取这Q个波束输出的强度，获得二维扇扫强度图。