基于合成孔径雷达的超材料标签目标定位与成像方法

本发明属于目标成像与探测领域，具体涉及一种基于合成孔径雷达的超材料标签目标定位与成像方法。

背景技术：

1、标签技术通过标签端的信息编码与主机端的信号检测完成信息交互。一方面通过信息编码实现标签的唯一性识别，另一方面通过信号检测与通信时间延迟，实现标签的发现与定位。通过对携带自定义标签，可实现人、物体或设备的识别与定位，进而为人类的生活、生产、管理等提供更好的保障。

2、传统rfid标签技术，主机通过读取标签的编码信息可实现对个体的准确识别，这种方法技术成熟，标签具有廉价、低功耗、重量轻的优势，但存在作用距离不足、定位精度差等问题。另一代表性技术为超宽带无线通信技术（uwb），uwb是通过主机与标签之间通信完成标签的识别与定位，其具有低功耗、低成本的优势，但在定位精度、刷新率方面也存在不足。

3、合成孔径雷达技术可实现远距离、高分辨二维成像，将合成孔径雷达技术与标签技术相结合，有望在实现标签的远距离、高精度、高刷新率定位的同时，实现对异步调制标签的聚焦成像。相比传统标签技术，可极大提升标签周围环境的成像与感知能力，对复杂场景的目标高精度定位与环境感知具有重要意义。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种基于合成孔径雷达的超材料标签目标定位与成像方法，采用调频连续波合成孔径雷达（sar）系统作为探测主机，发射点频与线性调频信号的联合波形，将基于超材料调制编码方法实现的标签设计等效为具有对雷达探测信号调制功能的点目标。利用点频段的回波信号解算超材料点目标的调制频率，并构建补偿因子，对波数域成像算法进行距离向与方位向二维调制补偿，实现调制目标的聚焦成像。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于合成孔径雷达的超材料标签目标定位与成像方法，包括如下步骤：

4、步骤1、构建点频信号与线性调频信号的联合波形；

5、步骤2、线性调频段回波信号相干接收后，根据去调频接收原理构建超材料标签调制的回波信号模型；

6、步骤3、将点频段回波信号变换到二维频域，根据超材料标签调制的回波信号模型解算目标方位调制频率；

7、步骤4、利用超材料标签的调制参数和步骤3中解算出的目标方位调制频率分别对线性调频段回波信号进行距离向和方位向的调制补偿，再通过构建一致性压缩的参考函数与stolt插值实现全局徙动校正与方位压缩，最后通过二维逆傅里叶变化得到聚焦图像结果。

8、有益效果：

9、本发明提出的方法结合了合成孔径雷达技术和超材料标签调制的特点，可实现对异步调制标签的定位与聚焦成像，与传统标签技术相比，可在标签识别与定位的同时，实现标签周围环境的成像与感知。

技术特征：

1.一种基于合成孔径雷达的超材料标签目标定位与成像方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于合成孔径雷达的超材料标签目标定位与成像方法，其特征在于，所述步骤1中的所述点频信号用于解算目标方位调制频率，所述线性调频信号用于实现目标成像。

3.根据权利要求2所述的一种基于合成孔径雷达的超材料标签目标定位与成像方法，其特征在于，所述步骤2包括：

4.根据权利要求3所述的一种基于合成孔径雷达的超材料标签目标定位与成像方法，其特征在于，所述步骤3包括：

5.根据权利要求4所述的一种基于合成孔径雷达的超材料标签目标定位与成像方法，其特征在于，所述步骤4包括：

技术总结
本发明公开了一种基于合成孔径雷达的超材料标签目标定位与成像方法，属于目标成像与探测领域，采用调频连续波合成孔径雷达（SAR）系统作为探测主机，发射点频与线性调频信号的联合波形，将基于超材料调制编码方法实现的标签设计等效为具有对雷达探测信号调制功能的点目标。利用点频段的回波信号解算超材料点目标的调制频率，并构建补偿因子，对波数域成像算法进行距离向与方位向二维调制补偿，实现调制目标的聚焦成像。本发明可在标签识别与定位的同时，实现标签周围环境的成像与感知。

技术研发人员：丁满来,王胤燊,王雪梅,汪丙南,王亚超
受保护的技术使用者：中国科学院空天信息创新研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15