阵列雷达的分层介质目标频域匹配滤波成像算法

来源：信号处理杂志 2022年第11期北京时间：

作者：邓桂林, 马昭阳, 曾旸, 邓彬, 王宏强

摘要：为了对平面分层介质目标的内部结构实现高分辨三维（Three-Dimensional， 3D）成像，提出了一种基于频域匹配滤波（Frequency-Domain Matched Filter， FDMF）的快速成像算法。该算法应用了毫米波单发单收（Single-Input Single-Output， SISO）阵列雷达体制，利用电磁波在平面分层介质间传播时电磁波的切向分量将保持连续这一规律，将SISO平面阵列雷达单个阵元的时域回波数据变换至频域后，化简雷达回波模型，最后将阵列的空域回波数据变换至波数域并作相位补偿及累加求和运算实现介质内部的图像重构。与同样适用于该应用场景的改进后向投影（Improved Back Projection， IBP）算法相比，所提算法避免了电磁波在介质分界面上折射点的计算，有效降低了计算复杂度；与相移偏移（Phase Shift Migration， PSM）算法相比，所提算法仍具有一定的效率优势；数值仿真和实验结果验证了所提算法的有效性。

关键词：毫米波, 三维成像, 分层介质, 频域匹配滤波