基于虚拟阵列反演的分布式雷达快速相参合成计算方法与流程

本发明属于雷达探测，具体涉及了基于虚拟阵列反演的分布式雷达快速相参合成方法。可在观测空域构造虚拟阵列，通过距离和方位补偿对齐实现各雷达节点相对于虚拟阵列的等距离和方位视线归类处理，进而采用快速傅里叶变换完成观测空域的信号快速相参合成。

背景技术：

1、传统的分布式雷达信号相参合成往往采用网格化遍历扫描实现，多节点间依托统一时频基准完成时空同步，以遍历扫描模式实现全空域相参合成，针对每一个相参合成点，依据各节点坐标、目标合成点位置计算电磁波传播时延和相位差，对各通道回波完成相位和时延校正，使多路信号在该空间单元相位完全一致，实现相干叠加。整个遍历扫描过程计算量较大、难以实现实时化处理。

技术实现思路

1、本发明为了解决分布式雷达相参合成计算复杂度高的问题，提出了一种基于虚拟阵列反演的分布式雷达快速相参合成计算方法，实现了多个探测空域单元信号相参合成的并行快速计算。

2、本发明所要解决的问题是这样实现的：

3、一种基于虚拟阵列反演的分布式雷达快速相参合成计算方法，包括以下步骤：

4、步骤1、由m个雷达节点分散部署构成分布式雷达系统，在雷达需要观测的空域位置处选取n个等间距的方位分辨单元，构成虚拟阵列，并使得虚拟阵列相对于各雷达节点满足电磁波远场测量条件，即：；其中，为最近的雷达节点到虚拟阵列中心的距离，为工作波长，为虚拟阵列的尺寸大小，n取2的整数幂次方；

5、步骤2、以虚拟阵列中心为观测原点，向雷达节点方向进行观测，等效实现角色互换和信号反演，记各雷达节点测量到观测原点的数据表示为；

6、步骤3、根据观测原点与各雷达节点的位置关系，将观测原点与m个雷达节点的距离进行补偿对齐，使得m个雷达节点同处于虚拟阵列的等距离球面上，经过处理后得到各雷达节点新的数据矩阵，表示为；

7、步骤4、利用傅里叶变换计算导向矢量，即，计算得到的矩阵为虚拟阵列的等方位视线角导向矢量矩阵；

8、步骤5、将观测原点与m个雷达节点的方位视线进行临近值近似处理，即将m个雷达节点的方位信息以邻近值近似的方式对齐到虚拟阵列的fft方位视线上，整理形成临近值合并矩阵；

9、步骤6、计算各节点导向矢量矩阵，即得到虚拟阵列各方位分辨单元位置处对应的信号合成数值，完成虚拟阵列位置处的信号相参合成。

10、进一步的，所述步骤3具体过程为：

11、在m个雷达节点中选择一个参考节点，记观测原点到参考节点的距离为，计算其余雷达节点相对于参考节点的距离差：，为第m个雷达节点到参考节点的距离；

12、针对构建的虚拟均匀阵列，各雷达节点进行一次距离单元对齐操作，即对除参考节点以外的其余雷达节点，使用下式对雷达节点测量到观测原点的数据进行相位旋转：

13、

14、根据相位旋转后的数据实现各雷达节点到虚拟阵列的距离对齐。

15、进一步的，所述步骤5具体过程为：

16、根据虚拟阵列阵元间距确定i的值，计算fft的视线方位角：

17、

18、其中，n为fft点数；

19、根据第m个雷达节点相对于虚拟阵列中心的方位角，计算雷达节点在域中的数值，并进行四舍五入取整，即：，使其与最近的fft视线对齐，完成雷达节点的方位视线归类对齐；

20、构造临近值合并矩阵，矩阵元素取值符合以下条件：

21、。

22、本发明相比现有技术的优点为：

23、本发明可利用傅里叶变换实现多个空域单元信号相参合成的快速计算，相比传统遍历扫描方式具有更高的计算效率。

1.一种基于虚拟阵列反演的分布式雷达快速相参合成计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟阵列反演的分布式雷达快速相参合成计算方法，其特征在于，所述步骤3具体过程为：

3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟阵列反演的分布式雷达快速相参合成计算方法，其特征在于，所述步骤5具体过程为：