概述

提供了识别远程对象的各种物理特性(3D几何形状、速度、无线电散射特性等)的系统、方法和计算机可读介质。本文描述的系统可以包括新的稀疏天线阵列，其测量来自对象的反射波，例如毫米波无线电波。稀疏天线阵列能够以高分辨率识别远程对象的特性，尤其是与其他汽车对象感测系统相比。本文描述的系统还具有相对低的零件数量，例如相对于其他雷达应用，诸如涉及安全检查的那些应用，并且例如相对于现有的激光雷达对象检测系统。系统可以配置用于汽车和机载碰撞检测和避免。虽然本文讨论的系统、方法和计算机可读介质是针对汽车应用来描述的，但是在各种实施例中，该系统、方法和计算机可读介质可以与利用对象检测和感测的应用一起使用。具体而言，这里描述的系统、方法和计算机可读介质不仅可以用于汽车碰撞检测/避免系统和自主交通工具系统，还可以用于使用远程对象的物理特性来捕捉交通或其他状况的系统。

在某些实施例中，雷达成像系统可以包括配置为生成第一多个独立波形的信号发生器。所述系统可以包括配置为将第一多个独立波形转换成第一多个独立发射雷达信号的信号转换模块。发射器阵列包含可以向视场发射第一多个独立发射雷达信号的第一多个发射器天线。包含第二多个接收器天线的接收器阵列可以接收第二多个接收雷达信号，该第二多个接收雷达信号表示来自视场的、对第一多个独立发射雷达信号的响应。发射器阵列和接收器阵列都可以实现为雷达成像系统的部分。所述雷达成像系统可以包括配置为组合第二多个接收雷达信号以形成视场的组合接收雷达信号的虚拟天线形成模块。进一步，所述雷达成像系统可以包括配置为使用组合接收雷达信号来提供视场中的一个或多个感兴趣区域的表示的成像模块。具体而言，成像模块可以使用一个或多个感兴趣区域的表示来呈现一个或多个感兴趣区域的一个或多个属性。

在各种实施例中，方法可以包括生成第一多个独立波形并将第一多个独立波形转换成第一多个独立发射雷达信号。可以使用包含第一多个发射器天线的发射器阵列向视场发射第一多个独立发射雷达信号。示例方法还可以包括使用包含第二多个接收天线的接收阵列接收第二多个接收雷达信号。第二多个接收雷达信号可以表示来自视场的、对第一多个独立发射雷达信号的响应。示例方法可以进一步包括组合第二多个接收雷达信号以形成视场的组合接收雷达信号。可以使用组合接收雷达信号来提供视场中一个或多个感兴趣区域的表示。进一步，可以使用一个或多个区域的表示来呈现一个或多个感兴趣区域的一个或多个属性。

在某些实施例中，接收器系统可以包括包含配置为接收第二多个接收雷达信号的第二多个接收器天线的接收器阵列。第二多个接收雷达信号可以表示来自视场的、对第一多个独立发射雷达信号的响应。系统还可以包括配置为组合第二多个接收雷达信号以形成视场的组合接收雷达信号的虚拟天线形成模块。进一步，系统可以包括配置为使用组合接收雷达信号来提供视场中的一个或多个感兴趣区域的表示的成像模块。成像模块还可以配置为使用一个或多个感兴趣区域的表示来呈现一个或多个感兴趣区域的一个或多个属性。

在各种实施例中，方法可以包括使用包括第二多个接收器天线的接收阵列接收第二多个接收雷达信号。第二多个接收雷达信号可以表示来自视场的、对第一多个独立发射雷达信号的响应。方法还可以包括组合第二多个接收雷达信号以形成视场的组合接收雷达信号。进一步，可以使用组合接收雷达信号来提供视场中一个或多个感兴趣区域的表示。附加地，可以使用一个或多个感兴趣区域的表示来呈现一个或多个感兴趣区域的一个或多个属性。

在某些实施例中，雷达成像系统包括配置为生成第一多个独立波形的信号发生器。雷达成像系统还可以包括信号转换模块，该信号转换模块配置为将第一多个独立波形转换成第一多个独立发射雷达信号。附加地，雷达成像系统可以包括一个或多个第一单片集成电路(“MMIC”)。第一MMIC可以包括(例如，实现)包含第一多个发射器天线的发射器阵列，该第一多个发射器天线配置为向视场发射第一多个独立发射雷达信号。进一步，雷达成像系统可以包括一个或多个第二MMIC。一个或多个第二MMIC可以包括(例如，实现)包含配置为接收第二多个接收雷达信号的第二多个接收器天线的接收器阵列，该第二多个接收雷达信号表示来自视场的、对第一多个独立发射雷达信号的响应。在一些实施方式中，MMIC可以包括一个或多个发射器阵列和/或接收器阵列。一个或多个第二MMIC还可以包括耦合到接收器阵列的采样模块，该采样模块配置为对第二多个接收雷达信号进行采样。雷达成像系统还可以包括耦合到采样模块的处理模块。处理模块可以配置为实现配置为组合第二多个接收雷达信号以形成视场的组合接收雷达信号的虚拟天线形成模块。处理模块还可以配置为实现配置为使用组合接收雷达信号来提供视场中的一个或多个感兴趣区域的表示的成像模块。成像模块还可以配置为使用一个或多个感兴趣区域的表示来呈现一个或多个感兴趣区域的一个或多个属性。

在各种实施例中，雷达成像系统可以由一个或多个集成电路实现。作为示例，多个集成电路可以实现雷达成像系统。一个或多个集成电路可以包含包括配置为接收第二多个接收雷达信号的第二多个接收器天线的接收器阵列。第二多个接收雷达信号可以表示来自视场的、对第一多个独立发射雷达信号的响应。附加地，一个或多个集成电路可以包含耦合到接收阵列并配置为对第二多个接收雷达信号进行采样的采样模块。雷达成像系统可以包括耦合到采样模块的处理模块。处理模块可以配置为实现虚拟天线形成模块。虚拟天线形成模块可以配置为组合第二多个接收雷达信号以形成视场的组合接收雷达信号。附加地，处理模块可以配置为实现成像模块。成像模块可以配置为使用组合接收雷达信号来提供视场中的一个或多个感兴趣区域的表示。附加地，成像模块可以配置为使用一个或多个感兴趣区域的表示来呈现一个或多个感兴趣区域的一个或多个属性。

详细描述

所公开的技术解决了各种技术需求，包括本领域中用于改进对象感测的一个或多个技术需求。本技术涉及使用雷达执行对象感测的系统、方法和计算机可读介质。这些系统包括硬件、软件和/或固件，其示例在本文详细公开。

如前所述，对象感测在各种行业中起着至关重要的作用，诸如汽车行业、航空行业、铁路行业和各种海洋环境。比如，能够检测交通工具上的对象的能力可以减少事故、为驾驶员(人工或自动的)提供可操作的智能性，减少财产损失或一年内的丧生人数，并可以为公司和保险公司节省大量资金。不幸的是，现有系统不能以高效或经济有效的方式满足这些长期需求。

例如，激光雷达和计算机视觉技术已被用于执行对象感测。然而，使用激光雷达和计算机视觉进行对象检测的系统有许多缺点。具体而言，激光雷达和计算机视觉对象检测系统使用的电磁能的频率范围降低了此类系统在某些环境和操作场景中的性能。例如，激光雷达和计算机视觉对象检测系统很难在雾中和雨中感测对象。许多人可能想知道，如果当对象的视线被阻挡或遮挡时，对象感测系统不起作用，那么它有什么用处。进一步，激光雷达和计算机视觉对象检测系统不能识别环境中对象的散射特性。反过来，基于对象的散射特性，激光雷达和计算机视觉对象检测系统不能确定对象的特性，例如对象的材料成分。附加地，激光雷达和计算机视觉对象检测系统不能识别被检测对象的瞬时速度，例如为了基于对象的速度控制汽车。进一步，激光雷达和计算机视觉对象检测系统不能检测缓慢移动的对象的速度。本技术通过以对包括各种交通工具行业在内的各种行业有意义的成本效益好且高效的方式执行对象检测来解决这些和其他缺陷。

进一步，现有对象感测技术在用于执行对象感测的系统的实际实施中具有许多缺陷。具体而言，激光雷达对象感测系统具有许多移动部件，使得此类系统易磨损、过度使用和/或失效。进一步，激光雷达对象感测系统使用昂贵的部件，这使得此类系统难以广泛实施。附加地，计算机视觉对象感测系统难以校准，使得此类系统难以操作。因此，现有系统虽然目标远大，但往往过于简陋或昂贵以致于没有任何实际用途，尤其是在需要可扩展性和/或大规模生产的情况下。本技术通过以对包括各种交通工具行业在内的各种行业有意义的成本效益好且高效的方式执行对象检测来解决这些和其他缺陷。

图1A示出了根据一些实施例的对象感测系统的示例系统100。系统100包括雷达成像系统102、交通工具104、对象106和视场108。

雷达成像系统102用于使用雷达技术来感测、检测和/或图像对象。具体而言，雷达成像系统102可以实施雷达技术来估计视场108中的对象106的特性。进一步，雷达成像系统102可以实施雷达技术来估计信道的特性，包括散射体等(例如，信道中的远程散射体)。本文使用的“雷达”可以利用无线电频谱内的电磁能来估计信道的特性，例如用于检测对象和识别对象的特征。本文使用的“信道”可以从发射器开始，延伸通过一个或多个无线电波散射体，并在接收器结束。信道的测量特性可以包括信道的适用特性，例如用于对象检测和感测。例如，信道的测量特性可以包括传播延迟(到散射体的距离)、多普勒频移(散射体的相对速度)、信道内信号的衰减和/或散射体产生的偏振变换。在信道中，每个散射体反射的信号可以线性组合。结果，为了进行有意义的测量，雷达成像系统102可以配置为在任何给定时间探测最少可能的散射体，同时仍然测量信道的特性。反过来，这意味着雷达成像系统102需要具有高分辨率，例如比传统雷达系统更高的分辨率。

可以使用大天线孔径来提高雷达系统的分辨率。因为大天线孔径产生窄的波束图，所以对于雷达系统来说，可能希望有机制来移动波束图以检查有用的视场。例如，雷达系统可以包括一个或多个电扫描天线。更具体而言，雷达系统可以包括相控天线阵列。在相控天线阵列中，可以向一系列发射天线馈送由特定相移(例如，恒定相移)偏移的相同发射信号的复制品。当发射时，这些复制品之和建设性地产生在感兴趣方向上传播的波束图。通过改变天线之间的相移，可以控制传播方向。这就是所谓的波束成形。

接收信号时也可以执行波束成形。如果来自每个接收天线的信号是独立记录的(相对于单个主参照振荡器，即“相干”)，则这些记录的信号可以与固定的相移相加，以恢复从特定到达方向撞击阵列的信号(如果存在这样的信号)。然后可以对这一信号进行信号处理，以估计信道的特性。这就是所谓的单输入多输出(SIMO)，因为单个信号(或单个信号的相移复制品)被发射，然后多个接收信号被记录和处理。

电子天线扫描的另一种方法就是所谓的多输入多输出(MIMO)。信号处理的改进和计算能力成本的下降使得这一方法成为可能。与前面描述的SIMO系统相比，MIMO系统从不同的天线发射多个真正独立的信号(不仅仅是相同的信号的相移复制品)来估计信道。为了使这些发射信号独立，它们可以在时间、空间、代码或频率上分开。像以前一样，仍记录多个接收信号。

发射独立的探测信号允许在尝试估计信道参数时利用全新的自由度。如果发射信号是独立的，那么在接收时就可以知道哪个信号来自哪个发射天线。这允许在尝试估计信道参数和构建最终输出图像时利用全新的自由度。要了解这是如何工作的，请考虑以下场景。如果雷达使用单个CW调，场景中的所有散射体都会相互干扰。如果用正交混频器采样，它们将产生单个同相/正交(I/Q)输出。在本文，“分辨率”就是整个场景。如果雷达随后变为第二个频率，相同的散射体将以另一种方式建设性地和破坏性干扰，产生不同的(I/Q)输出。在多个不同频率下进行测量将产生几个不同的I/Q测量。

类似地，如果发射天线和接收天线中的一个或两个被物理地移动或操纵，那么从这些天线到所有散射体的差分距离都会改变。它们现在以不同的建设性和破坏性方式进行干涉，产生不同的I/Q值。

通过增加额外的自由度，可以生成场景的不同复杂的I/Q测量，随后可用于生成最终图像。每次测量都会添加新信息，从而提高最终图像的分辨率(“锐化”)。

这有几个优点，诸如提高了雷达系统的分辨率。具体而言，雷达成像系统102可以利用稀疏天线阵列，当与MIMO信号处理相结合时(如稍后将更详细讨论的)，导致对应于全填充虚拟阵列的系统性能。具体而言，雷达成像系统102可以包含N_Tx发射器和N_Rx接收器，并且具有N_Tx+N_Rx的分辨率，而无需MIMO处理。然而，雷达成像系统102可以使用MIMO处理来实现与具有N_Tx×N_Rx阵列元件的传统阵列系统相当的分辨率。如前所述，每个不同的发射器-接收器组合都会生成另一个不同的I/Q输出。虚拟阵列可以含有用于这些发射-接收组合中的每一个的元素。使用MIMO降低了雷达系统的总体成本和复杂性，这是因为实现更高分辨率所需的阵列元件更少。

交通工具104被示为汽车，但是可以包括用于运输物品和/或人的任何物品，诸如汽车、卡车、货车、火车(客运/货运)、飞机、外星飞行器、海上飞行器等。交通工具104可以包含半自主或全自主交通工具，其能够感测其环境并在很少和/或没有人输入的情况下安全移动。自主交通工具的示例包括自主汽车、卡车、货车、飞机(例如，民用和/或军用无人机)、自主航天器、自主海船等。在一些实施例中，如本文所述，雷达成像系统102可以耦合到(例如，安装在)交通工具104上，并且可以包括配置为对交通工具104的目标成像的交通工具雷达系统。

对象106可以包含任何有形项目。对象106可以包括无生命的物品、人类、动物、其他交通工具、障碍物、道路/水路的部分(车道、标志、弯道、斜坡等)、导航对象等。视场108可以包含对雷达成像系统102的部件可见的可观察区域。如本文所述，视场108可以被分成雷达成像系统102可以表示为体素和/或属性的感兴趣区域。

图1B和1C显示了根据一些实施例的对象感测系统100的附加示例。在图1B中，雷达成像系统102没有安装在交通工具上。在图1C中，多个雷达成像系统102(a)-102(c)(在图1C中显示为三个单元，但是可能是任意数量的单元)配置为对对象106成像。每个雷达成像系统102(a)-102(c)具有各自的视场108(a)-108(c)。

图2A显示了发射和接收阵列200，示出了雷达成像系统102如何产生图像(通常具有极好的分辨率)。在图2A所示的阵列200中，从发射器到接收器的往返延迟包括三个部分。首先，从阵列参照点202到距离r处的目标并返回之间存在往返延迟。第二，由于从发射器到参照点202的距离，存在延迟。对于发射器204，这一距离由图2中标记为“dt[0]sin(α)”的线段来表示。最后，还有从参照点到接收器的距离。对于接收器206，这由图2中标记为“dr[Mr-l]sin(α)”的线段显示。

如果阵列仅含一个发射器，则每个接收器的信号仅延迟该接收器距阵列参照点的距离。然而，如阵列200中所示，如果使用多于一个的发射器，那么这些接收器可以被“再用”，因为它们的信号现在也延迟发射器距阵列参照点的距离。这假设用于生成接收信号的多于一个发射器中的对应发射器可以被识别。因此，传输的多路复用：在时间、频率上分离它们或使用码分可以用来识别用于生成接收信号的对应发射器，从而有效地允许“再用”接收器天线来接收多个接收信号。接收器天线的这种“再用”可以在雷达系统(例如，雷达成像系统102)中实现，以实现分辨率与N_Tx×N_Rx阵列元件、发射器和接收器的阵列相当的虚拟阵列。

以下示出了MIMO系统的一些优点。具体而言，对于传统的波束成形，系统的分辨率由物理天线孔径给出。MIMO雷达允许构建比系统的物理孔径大得多的虚拟孔径。这一虚拟孔径可以是从稍微不同的空间位置进行N_Tx×N_Rx测量所创建的孔径。反过来，这导致散射体以不同的建设性和破坏性方式进行干涉，产生N_Tx×N_Rx不同的I/Q值。

目前，雷达在汽车上的应用仅限于用于前向防撞、自适应巡航控制和盲点检测的小孔径系统。这些通常提供有限的视场、有限的扫描(如果有的话)、有限的分辨率和有限数量的可检测目标。例如，现有车载雷达解决方案可能只能跟踪固定数量的目标的参数(例如，位置、速度等)，但是除了那些固定目标之外，不提供关于视场内的属性的信息。

相比之下，本文描述的技术可以使用设计成产生具有大量(数千、数百万、数十亿等)像素的完整3D图像的雷达。本文描述的技术提供了视场的图像，并且因此可以与用于交通工具导航的传感器(激光雷达、照相机等)集成。本文的实施例可以配置为提供相对低强度的目标的图像、以相对慢的运动为特征的目标的图像以及嘈杂/混乱场景的图像。

表1显示了现有汽车雷达解决方案和本文描述的雷达成像系统实施例之间的一些差异：

图3更详细地显示了雷达成像系统102。雷达成像系统102包括信号发生器304、信号转换器306、发射器天线阵列308、接收器天线阵列310、场重建模块312(包括例如虚拟天线形成模块314、成像模块316、对象检测模块318和交通工具管理模块320)、存储器322和处理器324。

信号发生器304用于生成用于发射无线电波的波形。信号发生器304可以根据生成用于发射无线电波的波形的适用发生器来工作。进一步，信号发生器304可以与用于发送和/或接收无线电波的适用电子设备结合或实现为其部分。例如，信号发生器可以用用于发射无线电波的传输线来实现。附加地，信号发生器304可以作为最终用于生成无线电波进行传输的馈送源的部分而被结合。

在生成用于发射雷达信号的波形时，信号发生器304可以生成多个独立的波形，这些独立波形随后被用作发射无线电波的部分。由于时移、相移、码分和/或频移，由信号发生器304生成的多个独立波形可以是独立的。

如本文所述，正交/独立波形的使用可以允许雷达成像系统102识别从发射器天线阵列308的特定元件发送的信号。信号发生器304可以创建在时间、频率上分离的信号、由正交数字调制(例如，相移键控(PSK)调制)表征的信号等。信号发生器304也可以使用这些方法的组合。图2B显示了示例时分信号208、频分信号210、相位码分离信号212和组合相位码/时分信号214。在一些实施例中，信号发生器304一次生成整数个(例如，三个)信号。图2B显示了一次产生三个信号的各种场景。注意，在具有多于整数个(例如，这里是三个)发射器的系统中，整数个信号可以与时间组合，以实现多于三个发射波形的正交性。

信号发生器304可以通过以下来生成多个独立波形：对一个或多个主信号执行一个或多个时移以生成多个独立波形。附加地，信号发生器304可以通过以下来生成多个独立波形：对一个或多个主信号执行一个或多个相移来生成多个独立波形。进一步，信号发生器304可以通过以下来生成多个独立波形：对一个或多个主信号执行一个或多个码分以生成多个独立波形。信号发生器304还可以通过对一个或多个主信号执行一个或多个频移来生成多个独立波形。注意，信号发生器304可以执行时移、相移、码分和/或频移的某种组合。

图4示出了可以由信号发生器304生成的示例波形。具体而言，信号发生器304可以生成锯齿波形400，如图4中所示。可替代地，信号发生器304可以生成三角波形402，如图4中所示。附加地，信号发生器304可以生成阶梯波形404，如图4中所示。

返回图3，信号转换器306用于处理由信号发生器304生成的多个波形，以作为无线电波传输。具体而言，信号转换器306可以将信号发生器304生成的多个波形转换成多个发射雷达信号。本文所用的发射雷达信号可以指作为实际雷达信号发射之前的信号(例如，由信号转换器306处理之后的信号)和作为实际雷达信号发射的信号。信号转换器306可以根据用于处理作为无线电波传输的波形的适用转换器。进一步，信号转换器306可以与用于发送和/或接收无线电波的适用电子设备结合或实现为其部分。例如，信号转换器306可以用用于发射无线电波的传输线来实现。附加地，信号转换器306可以作为最终用于生成无线电波进行传输的馈送源的部分而被结合。

在各种实施例中，信号转换器306可以使用雷达成像系统102执行抑制不同单元(例如，交通工具)之间相互干扰的信号处理技术。例如，信号转换器可以至少部分地用于创建相位编码波形。这优于当前典型地使用线性频率调制(LFM)的MIMO雷达系统。

在处理由信号发生器304生成的多个波形时，信号转换器306可以应用适用调制方案来生成多个发射雷达信号。具体而言，信号转换器306可以包括一个或多个混频器，其配置为混合从信号发生器304接收的波形，以生成一个或多个发射雷达信号。更具体而言，信号转换器306可以包括一个或多个混频器，其配置为应用适用调制方案来混合从信号发生器304接收的波形，以生成一个或多个发射雷达信号。

信号转换器306可以应用频率调制方案，从由信号发生器304生成的多个波形中生成多个发射雷达信号。具体而言，信号转换器306可以应用调频连续波(FMCW)调制方案，以便从由信号发生器304生成的多个波形中生成多个发射雷达信号。在FMCW调制方案中，载波正弦波以变化的频率进行调制。频率例如根据锯齿波形调制方案、三角波形调制方案或阶梯波形调制方案而变化，如图4中所示。然后，可以发射调制载波。波可以传播到目标，在那里至少部分载波可以被反射回来。来自载波反射回来的能量可以被接收，并且如稍后将更详细讨论的，可以在混频器中与本地振荡器(LO)信号重新组合。这一LO信号是当前正在发射的调制载波的部分。由于载波的调制和对远程目标的时间延迟，重新组合这些信号会产生拍频。这一拍频可以和到目标的距离成正比。通过测量拍频，可以确定到目标的距离。进一步，由于可以非常精确地测量频率，这允许以高精度估计到目标的距离。

信号转换器306可以应用数字调制(例如，相移键控(PSK)调制)方案，从由信号发生器304生成的多个波形中生成多个发射雷达信号。例如，PCM允许许多不同的设备共享相同的信道。在拥挤的道路上，这可能是一个优势，因为许多不同的雷达需要在相互不干扰的情况下操作。进一步，信号转换器306可以应用正交频分复用(OFDM)调制方案，以便从由信号发生器304生成的多个波形中生成多个发射雷达信号。PCM和OFDM都可以用来生成多个正交的波形。因此，即使同时接收到多个波形，它们也可以是分离的。在各种实施例中，这将允许本技术的多个发射器同时发射，从而允许更快的数据采集。

发射器天线阵列308用于向视场发射由信号转换器306生成的多个独立发射雷达信号。特别地，发射器天线阵列308可以向视场发射多个独立发射雷达信号，用于感测视场中的对象和表征视场中的对象。发射器天线阵308可以用作适用天线阵列，用于向视场发射多个雷达信号，诸如本文描述的天线阵列。例如，发射器天线阵列308可以由多个天线形成。在一些实施方式中，一个或多个天线执行扫描，例如电扫描天线。然而，在各种实施方式中，并不是所有天线都需要扫描。比如，可以在执行组合和/或其他数学运算之后执行扫描操作(如本文所述)。进一步，发射器天线阵列308可以根据用于向视场发射多个雷达信号的适用控制方案来控制，诸如本文描述的天线控制方案。例如，发射器天线阵列308可以根据MIMO控制方案来控制，以发射多个发射雷达信号，这些发射雷达信号是真正独立的雷达信号，例如不仅仅是来自相同信号的相移复制品。

在发射独立雷达信号时，发射器天线阵列308可以形成稀疏天线阵列的至少部分。本文使用的“天线阵列”可以指在空间上分布在一维、二维或三维上和/或在垂直于雷达距离维度的方向维度上的多个真实天线元件。天线阵列的元件可以例如实时地同时发射或接收信号，并且通过它们的信号可以单独地经受那些信号的受控相移。天线阵列中的元件可以彼此间隔一定距离(例如，对于密集的等间距阵列，λ/2)。本文使用的“稀疏天线阵列”或“稀疏阵列”可以包括不存在密集等间距阵列的一个或多个元件的天线阵列。“天线阵列”可以形成“虚拟孔径”，如本文所使用的，其可以包括接收信号的有序组合。如本文所述，虚拟孔径可以配置为使得其尺寸大于其单个天线元件的尺寸。比如，当发射器天线阵列308发射独立信号以形成稀疏天线阵列时，包括发射器天线阵列308在内的稀疏天线阵列的有效孔径尺寸增加到超过天线阵列的实际孔径尺寸。具体而言，由发射器天线阵列308形成的稀疏天线阵列可以具有比稀疏天线阵列的实际物理孔径更大的有效孔径尺寸。本文使用的稀疏天线阵列的实际物理孔径可以包括稀疏天线阵列的孔径尺寸，如果天线阵列发射的信号不是真正独立的(例如不使用MIMO)。

因此，当雷达成像系统102的孔径尺寸不同于/大于雷达成像系统102的实际物理孔径时，稀疏天线阵列的增加的有效孔径尺寸可以至少部分地用于创建虚拟孔径。反过来，如前所述，这可以使雷达成像系统102实现更高/增加的空间分辨率。进一步，这可以降低雷达成像系统102的成本和复杂性，这两者都是当前雷达系统(例如雷达成像系统)的缺陷。

接收器天线阵列310用于接收对发射器天线阵列308发射的多个独立发射雷达信号的响应。具体而言，接收器天线阵列310可以接收雷达信号，该雷达信号表示来自视场的、对由发射器天线阵列308发射到视场中的多个独立发射雷达信号的响应。更具体而言，接收器天线阵列310可以接收来自视场的、对多个独立发射雷达信号的响应，以便感测视场中的对象和表征视场中的对象。来自视场的、对第一多个独立发射雷达信号的响应可以包括由发射器天线阵列308发射到视场中的独立发射雷达信号的散射、反射或折射能量(例如，雷达波)中的一种或组合。例如，对发射到视场中的多个独立发射雷达信号的响应可以包括来自视场的、对发射雷达信号的一个或多个漫反射。在另一个示例中，对多个独立发射雷达信号的响应可以包括对视场中的一个或多个散射体的响应

接收器天线阵310可以用作用于从视场接收多个雷达信号的适用天线阵列，诸如本文描述的天线阵列。例如，接收器天线阵列310可以由多个扫描天线(例如，电扫描天线)形成。在另一个示例中，接收器天线阵列310的一个或多个接收器可以集成到MMIC中。进一步，接收器天线阵列310可以根据用于从视场接收多个雷达信号的适用控制方案来控制，诸如本文描述的天线控制方案。例如，发射器天线阵列308可以根据MIMO控制方案来控制，以形成用于接收多个发射雷达信号的虚拟孔径。附加地，接收器天线阵列310可以，例如与发射器天线阵列308一起，形成稀疏天线阵列的部分。

接收器天线阵列310中的天线数量和发射器天线阵列308中的天线数量可以是任何已知或方便的数量。在各种实施例中，接收器天线阵列310中的天线数量大于发射器天线阵列308中的天线数量。例如，接收器天线数量可以是发射器天线数量的两倍、三倍等。这在雷达成像系统102中进一步可实现，因为当发射天线发射独立的雷达信号时，稀疏天线阵列中的发射天线数量可以减少。在一些实施方式中，接收器天线阵列310中的天线数量少于发射器天线阵列308中的天线数量。由于成本或其他优点，可能希望发射器天线阵列308中具有比接收器天线阵列310中的天线数量更多的天线。

接收器天线阵列310中的天线可以具有不同的偏振。具体而言，接收器天线阵列310中的第一组天线可以具有第一偏振，并且接收器天线阵列310中的第二组天线可以具有不同于第一偏振的第二偏振。例如，接收器天线阵列310中的第一组天线可以相对于接收器天线阵列310中的第二组天线的偏振垂直偏振。

因为发射器天线阵列308和接收器天线阵列310都可以形成稀疏阵列的部分，所以发射和接收天线可以分布在高达数米的宽距离上。在此类距离上分配高频信号是一种挑战。首先，通过较长的电线/发射线发射的信号可能会被通过不希望的天线动作接收的干扰所破坏。其次，较长的电线/发射线可能会辐射干扰，损害系统其他部分的性能或违反监管排放标准。另一个问题在于，设计长距离传输高频信号的电路的成本通常很高，例如，需要精密连接器和高质量导线。因此，非常希望限制在雷达成像系统102的电路内传输的高频信号的数量。因此，在各种实施例中，可以降低必须跨越雷达成像系统102内的宽距离的任何信号的频率。进一步，在各种实施例中，跨越雷达成像系统102内的宽距离的信号可以被转换成数字信号。具体而言，数字信号可以使用更便宜的连接器和信号路径在雷达成像系统内以高得多的可靠性进行发射，从而减轻前面描述的雷达成像系统102内信号发射距离长的问题。

场重建模块312包括多个模块，这些模块配置为对视场成像和/或在一个或多个视场中执行对象检测和表征。具体而言，场重建模块312可用于基于由发射器天线阵列308发射的多个独立发射雷达信号对视场成像和/或在视场中执行对象检测和表征。进一步，场重建模块312可用于基于对接收器天线阵列310从视场接收的、对多个独立发射雷达信号的响应来执行视场中的对象检测和表征。

虚拟天线形成模块314用于处理对独立发射雷达信号的响应(例如，由接收器天线阵列310接收的那些响应)。虚拟天线形成模块314可以操作来恢复与对视场108内的对象106成像相关的独立发射雷达信号的信号属性。

作为示例，虚拟天线形成模块314可以操作，从对接收器天线阵列310接收的雷达信号的响应中恢复多个独立波形和/或恢复从多个独立波形与视场的交互中获得的任何信息。如本文所述，多个独立波形(例如，在信号发生器304处生成的那些)通常是独立的(例如，正交的)，并且因此，能够从例如在接收器天线阵列310接收的对它们的响应中恢复。虚拟天线形成模块314可以用于确定时间延迟、相位差、差异、调制特性等，以从多个独立波形与视场中的对象的交互中识别信息。在各种实施方式中，虚拟天线形成模块314创建和/或修改含有从发射器天线阵列308发射的信号的特性和/或接收器天线阵列310接收的特性响应的数据存储(例如，实现矩阵的数据库)。

由虚拟天线形成模块314创建和/或修改的数据存储的概念表示在图2C中显示。如图2C中所示，时空数据立方体216可以包括时间维度218和虚拟天线信道维度220。虚拟天线形成模块314可以将接收器天线阵列310接收的对雷达信号的响应变换成时空数据立方体216上的元素。这样做的方法可能取决于来自发射器天线阵列的发射信号如何彼此正交。作为示例，如果发射信号在时间上正交，则虚拟天线形成模块314可以将每个接收信号以行插入时空数据立方体216。作为另一个示例，如果发射信号相对于频率正交，则虚拟天线形成模块314可以将每个接收信号频移到转换后的频率(例如，恒定的基带频率)，并将每个信号以行插入时空数据立方体216。对于由数字码正交的发射信号，虚拟天线形成模块314可以将每个接收信号与其各自的发射码相关联，并将结果信号以行插入时空数据立方体216中。对于由数字码和时间正交的发射信号，虚拟天线形成模块314可以将每个接收信号与其各自的发射码相关联，并将结果信号以行插入时空数据立方体216中；这可以在所有时间步骤中重复进行。

独立波形和/或从它们与视场的交互中获得的任何信息的恢复可以包括一个或多个操作来分辨独立波形的独立性(例如，正交性)。独立波形和/或从它们与视场的交互中获得的任何信息的恢复可能全部或部分取决于独立波形的特性。作为示例，在一些实施例中，在多个独立波形被时分的情况下，虚拟天线形成模块314可以用于分辨接收器天线阵列310处的波形中的时间差。时间差可以对应于多个独立波形的时分特性。作为另一个示例，在多个独立波形由不同的数字码(例如，不同的相位码)表征的情况下，虚拟天线形成模块314可以用于将接收器天线阵列310接收的信号的调制特性与被发射的独立波形的调制特性相关联。

作为又一个示例，在多个独立波形被频分和/或相分的情况下，虚拟天线形成模块314可以用于分辨接收器天线阵列310处的波形中的频率和/或相位差和/或组合接收器天线阵列310处的波形。比如，虚拟天线形成模块314可以用于组合由接收器天线阵列310接收的多个接收雷达信号，以形成视场的组合接收雷达信号。具体而言，虚拟天线形成模块314可以组合多个接收器雷达信号，该多个接收器雷达信号表示对由发射器天线阵列308发射到视场中的独立发射雷达信号的响应。在处理多个独立波形和/或从它们与视场的交互中获得的任何信息时，虚拟天线形成模块314可以利用组合接收雷达信号有效地形成虚拟阵列孔径。具体而言，虚拟天线形成模块314可以组合天线元件的虚拟场接收的接收雷达信号。在一些实施例中，由虚拟天线形成模块314执行的接收雷达信号的处理可以对应于发射器天线阵列中的天线和接收器天线阵列310中的天线的位置的卷积。这样的卷积可以在一些应用中用于导出虚拟天线阵列元件的位置和/或虚拟天线阵列的其他属性。如先前关于MIMO处理所述，这可以创建有效孔径，该有效孔径的尺寸大于由发射器天线阵列308和接收器天线阵列310形成的实际物理孔径尺寸。

虚拟天线形成模块314可以利用适用信号组合方法来组合由接收器天线阵列310接收的接收雷达信号，以生成组合接收雷达信号。具体而言，虚拟天线形成模块314可以对由接收器天线阵列310接收的接收雷达信号执行求和，以形成组合接收雷达信号。进一步，虚拟天线形成模块314可以对由接收器天线阵列310接收的接收雷达信号执行线性操作，以形成组合接收雷达信号。可替代地，虚拟天线形成模块314可以对由接收器天线阵列310接收的接收雷达信号执行数学积分，以形成组合接收雷达信号。附加地，虚拟天线形成模块314可以将由接收器天线阵列310接收的接收雷达信号相乘，以形成组合接收雷达信号。

进一步，虚拟天线形成模块314可以对由接收器天线阵列310接收的接收雷达信号进行采样，以生成组合接收雷达信号。在对接收雷达信号进行采样时，虚拟天线形成模块314可以至少部分地实现采样模块。然后，虚拟天线形成模块314可以缓冲采样的接收雷达信号和视场的组合接收雷达信号。例如对于每个至接收信号路径的发射，采样的接收雷达信号随后可以被用来产生校正信号。具体而言，采样的接收雷达信号可以在图像形成校准过程中使用(如稍后将更详细讨论的)，以负责相位误差并给出提高的精度，例如大约1度、5度、10度、20度的相位误差。进一步，通过缓冲采样信号，可以共享或以其他方式回收计算资源，并且可以在时间上交错操作，以允许再用更少的芯片或信道。这是有利的，因为系统设计的关键挑战是用相对便宜的系统以相对高的带宽对大概数百个接收天线进行采样。

如前所述，虚拟天线形成模块314可以缓冲组合接收雷达信号。进一步，雷达成像系统102可以包括耦合到虚拟天线形成模块314的一个或多个多路复用器。耦合到虚拟天线形成模块314的多路复用器可用于提供缓冲的组合接收雷达信号的部分，例如用于图像处理对象检测和表征的目的。这可以进一步减少用于发送和表征视场中的对象的计算资源。

成像模块316用于生成视场的表示。具体而言，如稍后将更详细讨论的，成像模块316可以生成视场中的一个或多个感兴趣区域的表示，以例如使用一个或多个感兴趣区域的表示来呈现一个或多个感兴趣区域的一个或多个属性。一个或多个感兴趣区域的属性可以包括视场中的感兴趣区域的实际特征。具体而言，视场中的感兴趣区域的属性可以包括视场中的感兴趣区域中的对象的几何形状/位置和特性。例如，一个或多个感兴趣区域的属性可以包括视场中对象的速度。在另一个示例中，如稍后将更详细讨论的，一个或多个感兴趣区域的属性可以包括视场内的对象的材料特性。进一步，感兴趣区域的属性可以指示对象不在视场中。

成像模块316可以使用由虚拟天线形成模块314创建的组合接收雷达信号来生成视场中的一个或多个感兴趣区域的表示，例如以呈现视场中的感兴趣区域的一个或多个属性。具体而言，成像模块316可以将适用信号处理技术应用于组合接收雷达信号，以创建视场中的一个或多个感兴趣区域的表示。例如，成像模块316可以使用如本文所述的MIMO信号处理技术来生成视场中的一个或多个感兴趣区域的表示。进一步，成像模块316可以使用向视场发射的多个独立发射雷达信号来生成视场中的一个或多个感兴趣区域的表示。例如，并且如前所述，成像模块316可以例如在接收时确定哪个响应来自哪个发射了信号的发射天线。基于这一关联，成像模块316可以基于接收响应和发射天线的特征(例如，发射信号以引起接收响应的发射天线的位置)来生成一个或多个感兴趣区域的表示。

在生成视场中的一个或多个感兴趣区域的表示时，成像模块316可以使用对第一多个独立发射雷达信号的响应来估计视场的一个或多个散射特性。具体而言，成像模块316可以估计视场的一个或多个散射特性，以提供一个或多个感兴趣区域的表示。具体而言，取决于散射对象的性质，反射辐射的偏振可能不同于透射辐射的偏振。例如，如果水平偏振辐射被发射，则接收到的辐射的一部分可以被水平偏振，而一部分可以被垂直偏振。单个散射体对入射波偏振的影响很大程度上取决于散射体的材料。因此，观察这一偏振偏移可以使雷达推断散射体纵向距离的材料特性。

特别地，由成像模块316生成的感兴趣区域的表示可以包含对视场中的一个或多个散射体的响应的总和。进一步，由成像模块316生成的感兴趣区域的表示可以包含对视场中的一个或多个漫散射的反应的总和。附加地，由成像模块316生成的感兴趣区域的表示可以包含对第一多个独立发射雷达信号的响应的总和的第一数量的样本。

进一步，成像模块316可以配置为对一个或多个感兴趣区域的表示进行采样。在对一个或多个感兴趣区域的表示进行采样时，成像模块可以至少部分地用于实现采样模块。具体而言，成像模块316可以配置为使用感兴趣区域的样本表示来创建一个或多个感兴趣区域的缓冲表示。随后，成像模块316可以使用一个或多个感兴趣区域的缓冲表示来生成感兴趣区域的一个或多个图像帧。如前所述，这是有利的，因为它可以减少在创建一个或多个感兴趣区域的表示的处理中所使用的计算资源的量。

在各种实施例中，由成像模块316处理的一个帧包含在一个或多个采样周期内为每个发射－接收天线组合记录的值。由成像模块316执行的后续信号处理的目的是解释这些信号以产生估计信道的散射特性的图像。如前所述，信号离开发射天线，通过空间传播，并与一个或多个散射体接触。每个散射体可以反射部分入射波。所有接收天线都能接收到这些反射。目前，信道可以假设为从发射器到接收器是线性的。具体而言，这意味着每个散射体的动作都遵循叠加原理。这一原理指出，多个散射体的净响应是每个散射体单独响应的总和。这种在光学上称为“玻恩近似”的假设可以足够精确地生成感兴趣区域的表示。

进一步，由成像模块316成像的大多数表面可以包括产生漫反射的大表面。漫反射在所有方向散射辐射。如果叠加成立，这意味着这样的表面产生的散射响应是表面上的积分，其中积分操作假设表面由无限多个无穷小的散射体组成，这些散射体可以根据前面描述的散射体进行处理。

在各种实施例中，由虚拟天线形成模块314创建的组合接收雷达信号包含视场的多个视角。具体而言，每个视角可以对应于由接收器天线阵列310接收的多个响应中的单个响应所表示的视场。例如，组合接收雷达信号可以包括多个视角，该多个视角包括来自用于接收对应于特定响应的雷达信号的接收天线的位置的视场的视角。因此，成像模块316可以基于包括在组合接收雷达信号中的视场的多个视角来生成视场中的一个或多个感兴趣区域的表示。具体而言，成像模块316可以生成视场中的一个或多个感兴趣区域的表示，该表示适应由接收器天线阵列310接收的响应中的一个或多个相移。

作为视场表示的部分，由成像模块316呈现的属性可以包括视场中的一个或多个感兴趣区域中的体素/体素属性。具体而言，成像模块316可以配置为识别一个或多个感兴趣区域中体素的物理特性。例如，成像模块316可以识别视场内对象的材料特性。进一步，成像模块316可以配置为识别一个或多个感兴趣区域中的一个或多个体素的反射性。这是有利的，因为反射性可用于测量视场内对象的反射性。具体而言，远程对象的反射率在毫米波频率下变化很大。例如，场景可能含有反射率变化高达60dB(1,000,000倍)的像素。在识别体素的反射性时，成像模块316可以提高这些场景中的图像质量。例如，成像模块316可以识别例如其可以是来自汽车上的金属的光谱反射的一定数量的高强度目标的位置。如下所述，可以基于反射性地生成消除信号，以去除这些高强度目标，将其与我们接收的信号相加，并重新运行信号处理以分辨低强度目标。

在各种实施例中，为了找到空间中特定体素的反射率，成像模块316可以反转散射积分。具体而言，成像模块316可以执行视场中的感兴趣区域的表示的数学反演。特别地，成像模块316可以通过对接收器天线阵列310接收的多个接收雷达信号执行散射积分来生成感兴趣区域的表示，并且随后执行散射积分的数学反演。成像模块316可以用数种方式来实现这一点，包括去卷积或匹配滤波。具体而言，成像模块316可以对视场中的感兴趣区域的表示执行去卷积。例如，成像模块316可以对接收器天线阵列310接收的多个接收雷达信号的散射积分执行去卷积，并且随后对散射积分执行去卷积以生成视场中的感兴趣区域的表示。

进一步，成像模块316可以在时域或频域中执行匹配滤波，以最终生成视场中的感兴趣区域的表示。成像模块316可以使用所谓的反向传播在时域中执行这一操作。具体而言，成像模块316可以通过对接收器天线阵列310接收的多个接收雷达信号的散射积分执行匹配滤波来生成感兴趣区域的表示。更具体而言，成像模块316可以通过对接收器天线阵列310接收的多个接收雷达信号的散射积分执行时域或频域匹配滤波来生成感兴趣区域的表示。

具体而言，成像模块316可以在所有体素上循环以形成图像。在每个体素处，成像模块316可以循环每个发射－接收天线组合的每个波形。作为这些操作的部分，成像模块316可以首先从波形中减去相位偏移，该相位偏移对应于从这一发射天线到这一体素并返回到这一接收天线的行进距离。这具有在对应于体素距离的精确时刻(时间延迟)内插接收波形的效果。具体而言，成像模块可以有效地“选择”对应于感兴趣的体素的时间延迟。

当成像模块316在每个发射－接收天线组合上循环时，成像模块随后可以开始累积这些波形。在各种实施例中，单词累加用于强调这些波形的总和是重要的，并且它们可以在求和后被丢弃。因为成像模块316已经“选择”了对应于感兴趣的体素的时间延迟，如果目标出现在该位置，则来自每个发射－接收天线组合的波形将建设性地相加。相反，如果不存在目标，它们将破坏性相加，例如来自其他体素的贡献可能破坏性相加。结果是这一体素的强度值。

在各种实施例中，当成像模块316在发射－接收对上循环时，每个求和导致关于感兴趣点的分辨率增强。具体而言，后续波继续相继抵消越来越多的相邻像素，导致“锐化”或“聚焦”过程。如果对较低分辨率的图像执行更有效的计算是有用的，这一过程可以允许分辨率或焦点参数化，很像转动照相机镜头上的聚焦环一样。通过将环转动到“模糊”设置，可以更快地产生图像，这在某些场景下可能是有利的。

在循环所有发射－接收对之后，成像模块316可以通过移动到新的体素来继续，并且可以在该体素处重复该过程。当这一循环运行时，3D体积的强度值生成，表示纵向距离发生的散射动作。在各种实施例中，这一从体素到体素的循环过程类似于在传统SIMO相控阵雷达中发生的波束成形，或者类似于激光雷达的扫描动作。因此，没有移动部分的扫描是通过简单的、高度并行化的系统来完成的。

在各种实施例中，成像模块316可以在多个体素上重复这一过程。雷达相对于激光雷达的显著优点是能够扫描任意体积的搜索空间。激光雷达使用驱动反射镜来扫描激光束。因为这些是有惯性的机械部件，并且需要复杂和昂贵的致动器来控制。因为本发明在没有任何移动部分的情况下完成扫描，所以它可以在没有惯性的情况下执行(在机械时标上为“瞬时”)。

因为成像模块316可以有效地扫描场景中的任意点，所以可以扫描仅特定感兴趣区域上的焦点(“注视”)。具体而言，成像模块316可以有效地优化体素选择过程。更具体而言，成像模块316可以采用特定于应用的方法来执行更智能的扫描，而不是简单地在所有体素上循环。例如，一个实施例可以执行“多分辨率处理”。首先，进行低分辨率扫描，并识别感兴趣的区域。取决于应用，这些可以是高强度、高对比度、偏振特征、估计路面的几何位置、来自先前帧的已知跟踪目标的内插位置等的区域。一旦识别出这些特征，随后的高分辨率轮次就可以聚焦这些区域，避免计算感兴趣区域之外的体素。这将允许更快的帧处理。本文的系统可以用于构建具有多“焦点”级的图像，其中大部分细节仅保留给场景中最重要的区域。“重要性”的选择取决于应用。

在一些实施例中，成像模块316使用来自虚拟天线形成模块314的数据以横向距离维度聚焦图像。本文使用的“横向距离维度”可以包括与距离维度正交的维度。在一些实施例中，成像模块316可以使用相位信息(例如，在多个独立波形频分和/或相分的情况下)来以横向距离维度聚焦图像。成像模块316可以从虚拟天线形成模块314收集数据，诸如响应频率和/或相位不同的多个独立波形。这些频率和/或相位差可以用作聚焦图像的基础。为了举例说明，接收器天线阵列310可以从对象106接收对独立发射雷达信号的响应。接收器天线阵列310的天线可以在空间上彼此分离，并且因此可以在不同的时间点接收响应。成像模块316可以单独或结合接收器天线阵列310的几何特性(布局、天线元件的数量、天线元件的空间间隔和/或方向等)使用此类差异，来创建横向距离维度的聚焦图像。在一些实施例中，成像模块316使用对独立发射雷达信号的响应之间的频率和/或相位差来创建聚焦图像。频率和/或相位差可能是每个发射器到目标并返回到每个接收器的往返距离的差异所造成的。

在使用频率和/或相位信息以横向距离维度聚焦图像时，成像模块316可以使用到其纵向距离体素的往返时间。结果，在此类实施例中，成像模块316可以负责发射和接收天线元件相对于彼此的位置(而不是发射和接收天线元件的实际位置)。发明人已经发现，对纵向距离体素具有相同往返时间的发射器和接收器对将捕获类似的成像信息。发明人进一步发现，有许多(几乎无限)数量的发射器和接收器位置拥有到给定目标位置的相同往返时间。

在形成视场中的一个或多个感兴趣区域的表示时，成像模块316可以为一个或多个感兴趣区域生成三维(3D)图像帧。具体而言，成像模块316可以在视场中的感兴趣区域的3D图像帧中形成对象的3D表示。例如，成像模块316可以形成对象的3D表示，以显示视场中对象距雷达成像系统102的距离。

成像模块316用于对视场成像，同时负责相对于视场的运动。图像可以具有至少部分地基于相对于视场的运动的各种图像属性，并且可以提供使用雷达对移动目标成像的能力。图像可以包括视场的体素表示，并且使用来自相对于视场的运动的数据来构建。体素可以由例如距离值、角度值和/或速度值来表征。在一个实施例中，体素由校正单元徙动现象的距离值、角度值和速度值来表征。

在一个实施例中，成像模块316用于对从虚拟天线形成模块314恢复的独立发射雷达信号的信号属性进行采样(并且，如本文所述，接收器天线阵列310接收)。给定脉冲的样本被称为视场的“快速时间”数据，并且可以按时间顺序排列以表示给定时间的视场。成像模块316可以附加地从虚拟天线形成模块314收集位置和恢复的独立波形和/或从它们与视场虚拟天线阵列元件的交互中获得的任何信息。这些值可以被称为视场的“空间”数据，并且可以被排列成在给定时间形成视场的空间值。在这一实施例中，成像模块316进一步用于收集在接收器天线阵列310接收的每个脉冲，如本文所述，这些脉冲可以表示在给定时间对独立发射雷达信号的响应。这些值可以被称为视场的“慢速时间”数据，并且可以类似地按时间顺序排列以表示给定时间的视场。

成像模块316用于使用快速时间数据、慢速时间数据和空间数据作为视场的体素的基础。在实施例中，成像模块316使用视场的快速时间值(例如，从虚拟天线形成模块314恢复的独立发射雷达信号的信号属性的样本)作为体素的距离值的基础。在一些实施例中，这可以包括对采样的接收信号进行解调频、对采样的接收信号进行匹配滤波等。成像模块可以进一步使用视场的空间数据作为体素的角度值的基础。在一些实施例中，这可以包括恢复的独立波形和/或从它们与沿空间轴的视场的交互中获得的任何信息的反投影。成像模块316可以附加地使用慢速时间数据作为体素的相对速度值的基础。在各种实施方式中，成像模块316对慢速时间数据执行频率变换(例如，傅里叶变换)，以导出相对速度值。

图2D显示了场景测量数据结构250和体素数据结构260的概念表示。场景测量数据结构250和体素数据结构260表示当对视场成像时由成像模块316管的理数据排列的示例。场景管理数据结构250包括沿第一轴排列的快速时间数据252、沿第二正交轴排列的空间数据254和沿第三正交轴排列的慢速时间数据256。

快速时间数据252表示从虚拟天线形成模块314恢复的脉冲的样本。它们按时间顺序排列以形成第一轴。附加地，由于雷达成像系统102包含MIMO系统，因此存在对应于虚拟天线阵列的多个测量；这些虚拟天线阵列元件可以排列形成第二轴。在给定时间接收器天线阵列310接收的、在接收器天线阵列310上形成单次测量的多个脉冲可以按时间顺序排列以形成第三轴。

体素数据结构260包括沿第一轴排列的距离值262、沿第二正交轴排列的角度值264和沿第三正交轴排列的相对速度值266。体素的距离值可以表示视场内图像的距离特性。体素的角度值可以表示表征视场内图像的角度，相对速度值266可以表示雷达成像系统102相对于每个体素的速度。

发明人已经注意到，成像模块316适应单元徙动现象是有帮助的，其中相对速度和距离之间的关系(例如，由距离方向上的相对运动引起)引起距离或速度值的偏移。比如，当慢速时间数据256被变换成相对速度值266时，慢速时间数据上的频率变换的输出可以将速度与距离相关联。因此，目标的距离可能会被取决于目标速度的误差项抵消。此外，如果目标移动得足够快，它可能会在一次测量中穿过多个距离块(range bin)。这就是所谓的“距离徙动”。多普勒轴上存在类似的徙动现象。由于这一相同的误差项，用于估计目标速度估计的项偏移了取决于目标距离的量。这还意味着在一次测量中，目标可能出现在多个多普勒速度块(Doppler velocity bin)中，这种现象是所谓的“多普勒徙动”。这些合起来可以称为“单元徙动”。用于测量的积分时间越长，这些误差就越大。同样，雷达在距离或多普勒上的分辨率越好，这两种徙动现象就越糟糕，因为在较小的单元上涂抹移动更少。幸运的是，我们可以执行校准来纠正这一点。

成像模块316使用一种或多种校准技术来负责单元徙动。校准方法的示例可以包括慢速时间缩放(例如，梯形畸变(Keystone)变换)等。在一些实施例中，梯形畸变变换是有吸引力的，因为它不假设任何目标速度的先验知识，也不依赖于每个目标的跟踪或估计。

慢速时间插值/慢速时间重新缩放/距离速度重新缩放(例如，梯形畸变变换)通过将慢速时间轴重新缩放为快速时间频率的函数来消除频率－速度耦合，函数是

此处，n_st是当前慢速时间脉冲的索引(在上面显示的输入数据立方体中沿慢速时间轴的索引)，T_eff是收集一个完整慢速时间测量所花费的时间量(慢速时间采样间隔)。例如，在利用时分复用的雷达系统中，这一时间是单个脉冲的长度乘以发射器的数量。

缩放项含有f_c(发射波形的起始载波频率)和f_b(快速时间基带频率)，并且是我们所处快速时间距离块的函数。快速时间基带频率f_b位于+/-B/2范围内，其中B是发射波形的带宽。

在f_b＝0时，慢速时间维度不变。对于f_b＜0，它以缓慢的时间膨胀，而对于f_b＞0，它收缩。对于f_b＜0，这将在更长的时间间隔内延长样本间的相位级数，从而降低相位变化的时间速率并且降低慢速时间频率。对于f_b＞0，慢速时间频率将增加。

成像模块316可以使用如下校准：首先我们执行快速时间傅里叶变换(脉冲压缩)。然后我们应用如上所述的梯形畸形变换——在慢速时间维度上的重新缩放。这产生了新的函数，即正确校准结果的快速时间傅里叶变换和慢速时间傅里叶逆变换。因此，在距离维度上的傅里叶逆变换和在慢速时间维度上的傅里叶正变换将产生完全聚焦的校准数据，而在距离或多普勒上都没有退化。距离－多普勒误差项已成功校准。

到目前为止讨论的运动补偿和多普勒校正校准方法以独立于场景的方式将补偿/校正应用于所有单元。虽然这使我们摆脱了对目标速度的先验知识的需要，但它也增加了计算的复杂性。

本文的实施例提供了一种通过使用未校准的(模糊的)距离－多普勒图像以建立距离－多普勒空间中目标体素位置的粗略估计来提高计算性能的方法。这个未校准的图像给了我们思路，即多普勒和距离块应该集中在哪个位置进行校准。这样，我们可以只对从未补偿图像中识别的单元进行补偿，而不是对所有单元进行补偿。这将大大降低补偿的计算复杂度。

图2E显示了可以由成像模块316实现的雷达成像过程的概念表示。可以压缩和校准空间数据、快速时间数据和慢速时间数据。可以在快速时间值上提供快速傅里叶变换(FFT)。可以获得并波束成形得到的体素数据结构。它可以在快速时间值上反投影。可以执行多普勒处理、梯形畸形变换和/或慢速时间值上的FFT，以适应速度对距离的影响。

成像模块316可以确定视场内对象的特性。特别地，如前所述，成像模块316可以基于由视场内的对象创建的接收雷达信号中不同的相长和相消干扰，来确定视场内的对象的特性。例如，成像模块316可以确定视场中的感兴趣区域的表示是否表示来自发射到视场中的多个独立波形的对象的建设性贡献。类似地，成像模块316可以确定视场中的感兴趣区域的表示是否表示来自发射到视场中的多个独立波形的对象的破坏性贡献。随后，成像模块316可以基于感兴趣区域的表示中的建设性贡献和破坏性贡献中的一个或两个(例如，基于对象的散射特性)，来确定视场内的对象的一个或多个特性。如前所述，这优于当前的对象感测系统，例如激光雷达不能识别视场中对象的实际特性(例如，材料特性)。

进一步，如前所述，成像模块316可以基于当对象在视场内其产生的接收雷达信号中不同的相长和相消干扰来确定对象是否在视场内。例如，成像模块316可以确定视场中的感兴趣区域的表示是否表示来自发射到视场中的多个独立波形的对象的建设性贡献。类似地，成像模块316可以确定视场中的感兴趣区域的表示是否表示来自发射到视场中的多个独立波形的对象的破坏性贡献。随后，成像模块316可以基于感兴趣区域的表示中的建设性贡献和破坏性贡献中的一个或两个，来确定对象是否在视场内。

附加地，如前所述，成像模块316可以基于从视场接收的接收雷达信号中不同的相长和相消干扰来确定视场内的成像强度。例如，成像模块316可以确定视场中的感兴趣区域的表示是否表示来自发射到视场中的多个独立波形的建设性贡献。类似地，成像模块316可以确定视场中的感兴趣区域的表示是否表示来自发射到视场中的多个独立波形的破坏性贡献。随后，成像模块316可以基于感兴趣区域的表示中的建设性贡献和破坏性贡献中的一个或两个，来确定视场内的成像强度。如前所述，成像强度可以包括由接收器天线阵列310基于视场中对象的反射率从对象接收的雷达信号的强度。例如，汽车上的金属，由于其高反射率，可以被识别为视场中的高强度对象。随后，从高强度对象接收的信号可以抵消(例如使用信号处理)，以便以较高的分辨率分辨较低强度的目标。

在形成视场中感兴趣区域的表示时，成像模块316可以增强视场中的感兴趣区域附近的分辨率。具体而言，成像模块316可以连续地消除从视场中靠近视场区域的区域接收的多个独立发射雷达信号的一个或多个响应。例如，如果感兴趣区域对应于对象，则成像模块316可以取消从对象周围区域接收的接收雷达信号，以便增强视场中对象的表示的分辨率。

进一步，在形成视场中的感兴趣区域的分辨率时，成像模块316可以控制视场中的感兴趣区域附近的分辨率的焦点。附加地，成像模块316可以在视场中的感兴趣区域附近提供分辨率的参数化焦点，以便根据各种成像参数控制感兴趣区域附近的分辨率。例如，成像模块316可以调整焦点以降低视场中的感兴趣区域附近的分辨率，例如在感兴趣区域周围创建模糊图像。反过来，这利用了更少的计算资源，从而在处理大量用于对象感测和表征目的的数据时是有利的。

附加地，成像模块316可以以不同分辨率对视场中的多个感兴趣区域执行多次扫描，以识别视场中的不同属性。具体而言，成像模块316可以以第一分辨率扫描视场中的多个感兴趣区域，以识别以不同分辨率(例如，更高分辨率)成像的属性。随后，成像模块316可以以更高的分辨率扫描视场中的感兴趣区域的属性。这允许成像模块316减少利用的计算资源，因为不需要以更高的分辨率扫描整个感兴趣区域。

如前所述，在提供视场中的感兴趣区域的表示时，成像模块316可以识别感兴趣区域中的对象的特性。具体而言，成像模块316可以识别视场中的感兴趣区域中的对象的偏振特性。偏振特性可以包括对象的偏振，可以包括响应于发射到视场中的多个独立雷达信号而从对象接收的雷达信号的偏振。随后，成像模块316可以基于偏振特性来确定视场中的对象的材料特性。

为了便于成像模块316基于偏振特性进行成像，发射器天线阵列308的一个或多个发射天线可以配置为仅发射水平偏振辐射。发射信号可以在空间中传播，并遇到一个或多个散射辐射的对象。如本文详细描述的，这一辐射中的一些被散射回接收器天线阵列310。为了测量偏振，对应于偏振特性的偏振，雷达成像系统102可以使用两个接收天线，一个主要接收垂直偏振辐射，另一个天线主要接收水平偏振辐射。这些相反偏振的天线可以是彼此垂直定向的印刷偶极天线或领结天线。

对象检测模块318用于确定感兴趣区域是否包括对象。具体而言，对象检测模块318可以基于由成像模块316生成的感兴趣表示区域来确定视场中的感兴趣区域是否包括对象。在确定感兴趣区域是否包括对象时，对象检测模块318可以确定感兴趣区域中检测到的对象的特性。例如，对象检测模块318可以确定在视场中检测到的对象的实际尺寸。进一步，在示例中，对象检测模块318可以基于从对象到雷达成像系统102的距离来确定对象的实际尺寸，该距离被包括作为视场中的感兴趣区域的表示的部分。进一步，在确定感兴趣区域是否包括对象时，对象检测模块318可以将对象分类为具体的对象类型。例如，如果检测到的对象具有具体的汽车的形状，则对象检测模块318可以将对象分类为具体的汽车。

交通工具管理模块320用于基于由成像模块316生成的视场中的感兴趣区域的表示来提供管理交通工具的指令。具体而言，交通工具管理模块320可以基于由对象检测模块318在视场中的感兴趣区域的表示中检测到的对象来提供管理交通工具的指令。例如，基于例如由对象检测模块318识别的视场中的对象的速度，交通工具管理模块320可以向交通工具提供指令以使交通工具避免与对象碰撞。

图5显示了示例MMIC雷达系统500。具体而言，示例MMIC系统500可用于实现雷达成像系统102，例如用于使用雷达检测和表征视场中的对象。

在这一示例中，FPGA是MMIC雷达系统500的中央计算节点。注意，中央计算节点可以包括图形处理单元(GPU)、微处理器、微控制器、特殊应用集成电路(ASIC)或其他处理单元。这一芯片运行所有的控制和信号处理固件。发射信号路径始于由运行在FPGA上的固件控制的直接数字合成(DDS)电路。这一固件触发DDS生成正弦波，该正弦波根据，例如，图4中所示的调制方案中的一个进行频率调制。使用DDS是由于它具有高精度、低相位噪声并且能产生任意波形。不同的调制方案对于不同的情况将是有利的，例如在长距离或短距离成像，或者在不同分辨率级别成像(多分辨率成像)。请注意，分辨率可以是距离、空间维度或多普勒频率。优点是调制方案可以根据系统的实时成像要求容易地动态改变。

在DDS之后，这一波形被带通滤波以移除数字调制伪像，然后被放大。放大器输出端的信号是系统本地振荡器(LO)。这是整个系统稳定的主参照时钟。DDS电路还生成周期性的触发脉冲，该触发脉冲与FPGA连接。当调制周期重复时，这一脉冲发出信号。例如，参照图4，这可以在每个锯齿的开始，或者在三角形的一个上升或下降周期之后。如下所述，这一触发器用于同步数据采集。

如前所述，通过限制需要在设计中传输的高频信号的数量，本文描述的技术设计为低成本和高可靠性。在本实施例中，放大的LO信号是电路中使用的唯一高频模拟信号。这一信号被分散到所有发射器和接收器部件。这一信号可以使用低成本信号路径传输，诸如像微带和带状线的印刷电路元件。进一步，为了限制成本，这一LO信号将以比系统载波频率更低的频率操作。倍频器可以根据需要将这一信号放大到载波频率。这一LO可以在6GHz左右的范围内。

在MMIC系统500中使用的MIMO信号处理依赖于独立的发射信号，使得它们可以在接收时被单独恢复。为了使这些发射信号独立，它们可以在时间、空间、代码或频率上分开。在一个实施例中，通过在时间上分离发射信号，可以使它们独立。具体而言，通过一次仅接通单个发射器来实现时分复用(TDM)，可以使发射信号独立。这是有利的，因为它易于实现，并且不需要复制DDS电路。为了实现TDM，LO信号可以连接到开关矩阵。这一模块可以接收单个输入，并将其切换到多个输出中的仅一个。这些输出中的每个都可以连接到分布在阵列周围的单个发射器MMIC。开关矩阵可以由来自FPGA的数字控制线控制。

如果阵列的发射器从开关矩阵接收到LO信号，则发射器可以是活跃的。因此，为了实现TDM，FPGA可以切换开关矩阵，以循环通过所有发射器。对于每个发射器，发射一个完整的FM调制周期，并从所有接收天线记录对这些发射的响应。如果系统含有N_TX发射器和N_Rx接收器，这意味着系统500可以在一个完整的测量间隔(“帧”)结束时有N_TX×N_Rx个记录的波形可供处理。每个记录的波形可以由许多离散的数字样本组成，这些样本根据采样时钟设置的间隔进行采样。例如，每个波形的样本数是1024。

一旦FPGA固件切换了开关矩阵，将LO传递给有源发射器，FPGA固件就可以根据当前的调制方案触发DDS生成FM波形。这一LO波形可以通过开关矩阵到达使能的发射器MMIC，在这里它可以被放大到载波频率。载波频率可以是96GHz。然后，这一载波频率可以通过功率放大器，并通过发射天线输出。如图5所示，这一天线可以位于半导体管芯上。可替代地，这一天线可以在半导体管芯的外部并靠近半导体管芯，例如在印刷电路板上。

然后，连接到当前活跃的发射MMIC的发射天线可以将透射辐射辐射到自由空间。这一辐射的部分可以被多个远程散射体反射、返回并被阵列中的接收器接收。实现为单个单片微波集成电路(MMIC)的高度集成的混合信号接收器可用于接收辐射的反射部分。这一芯片可以将RF前端与ADC、采样缓冲器和串行接口结合在一个单元中。在另一个实施例中，我们使用商用现成的(COTS)MMIC和ADC。接下来描述这些实现中的每个。

如前所述，成本的主要驱动因素是需要在分布式天线阵列周围传输高频信号。为了限制这种情况，图5中显示了高度集成的混合信号MMIC接收器。这一接收器可以接收载波频率的RF信号作为输入，并产生串行数字样本作为输出。

进入接收器的信号可以通过接收天线耦合进来。在一个实施例中，如图5中所示，这一天线位于半导体管芯上。在可替代实施例中，这一天线在半导体外部(例如，在印刷电路板上)。接收器芯片还通过无源分离器接收LO信号。如同在发射器MMIC中一样，LO信号被放大到载波频率。

接收信号可以通过低噪声放大器(LNA)并进入混频器。混频器可以将接收信号与放大的LO信号相结合。如前所述，混频器输出的是与目标散射体的距离成比例的拍频信号。然后，混频器可以产生同相(I)和正交(Q)输出。这些一起构成了中频(IF)波形。

如前所述，该领域的挑战是设计阵列天线系统，该阵列天线系统能够处理在对多个具有宽带宽的阵列元件进行数字采样时产生的大量数据。本系统500含有解决这一问题的一些具体的特征。特别地，集成接收MMIC含有一个板载ADC和采样缓冲器。一旦被触发，每个接收器可以记录其IF波形的指定数量的样本，将它们存储在本地供以后读取。因为这些样本存储在本地，所以它们不需要以采样速率通过高速数据路径传输。

为了从天线阵列接收有意义的数据，应该同时对从所有天线获取的样本进行采样。进一步，采样应该精确地定时到相同的主采样时钟，以便在后面的信号处理阶段，数字样本可以同相比较(“相干”)。通常，这造成了需要巨大的数据“管道”，其容量足以让来自所有接收天线的样本全速流入数字处理器，例如FPGA或DSP。然后，这一数字处理器需要大量时间来完成执行距离压缩、波束成形和生成图像所需的所有计算。在这一计算时间内，数据管道处于空闲状态，等待数字处理器准备好接受更多样本。这造成了一种情况，即高带宽数字系统记录样本突发，然后大部分时间处于空闲状态。对于执行数据传输的每单位活跃时间，这一占空比可以是大约10,000单位的空闲时间。系统500可以通过在接收器本地捕获、数字化和存储来自每个接收器的数据来解决这一问题。然后，可以按照处理所需的速率读出这一数据，而不是按照采样所需的速率。

图6示出了使用集成接收器MMIC的示例帧捕获方法600。具体而言，图6中所示的方法600可以由图5中所示的MMIC系统500来实现。图6中所示的方法600是作为示例提供的，因为有多种方式来进行该方法。附加地，虽然示例方法600以特定的步骤顺序示出，但是本领域普通技术人员将理解，图6和其中所示的模块可以以任何顺序执行，并且可以包括比所示更少或更多的模块。

首先，在步骤602，数据采集阶段开始。具体而言，在步骤604，通过置位和释放复位引脚，清除所有接收MMIC中的采样缓冲器。接下来，在步骤606，控制和采样时钟MUX可以设置为通过所有信道。这意味着采样时钟将同时触发所有模数转换器(ADC)。这产生了用于相干处理阵列信号的同时采样。接下来，在步骤608，将LO开关矩阵切换到第一发射器。如前所述，这一开关矩阵可以实现先前描述的一次只选择一个发射器的TDM方案。接下来，在步骤610，FPGA使能DDS单元。在一个实施例中，在步骤612，当FM斜坡开始时，DDS单元向FPGA发送触发信号。在另一个实施例中，这一触发信号不是必需的，因为DDS单元立即稳定，或者FPGA含有校准数据以知道DDS何时稳定，而无需闭环反馈。

当FPGA接收到斜坡开始触发信号时，在步骤614，它开始生成ADC采样时钟。这一时钟通过控制和采样时钟MUX到达所有接收器MMIC。ADC能够同时进行测量是重要的。在一个实施例中，离开控制和采样时钟MUX的所有迹线具有相同的长度，以防止ADC之间的时钟抖动，尽管它们物理分布在整个设计中。在可替代实施例中，允许这些迹线具有不同的长度。在这一实施例中，校准例程能够通过在软件中应用相位校正来校正这些轨迹的不同长度。允许迹线具有不同长度的原因是为了机械便利性和/或防止串扰和EMI。在步骤616，可以记录这些样本。

FM斜坡完成后，FPGA可以停止生成采样时钟。此时，第一次发射的采样波形出现在所有接收MMIC的采样缓冲器中。然后方法继续到判定点618，在这里确定是否所有发射器都已经运行。如果发射器仍然需要运行，那么将LO开关矩阵切换到下一个发射器，生成另一个FM斜坡，采样时钟运行并且IF响应再次记录到所有接收MMIC的采样缓冲器中。然后，将LO开关矩阵切换到下一个发射器，并且过程可以从步骤608开始再次重复，直到所有发射器都被再次激活。

在一个实施例中，每次发射获取的样本数是1024，并且它们以14位分辨率记录。此时，板载采样缓冲器可以分别包含N_Tx×14×1024位数据。这些采样缓冲器可以含有系统用来生成一帧环境3D数据的所有数据。

接下来，在步骤620，数据读出阶段开始，如图6中的方法600所示。如前所述，分布式存储器架构的使用允许这一阶段与阵列数据采集阶段分离。这可以代表当前设计的主要成本节省：为了实现相干处理，必须同时快速采样和捕获的阵列波形可以从接收MMIC缓慢下载，消除了当前设计中的许多高速信号路径。这允许使用便宜得多的FPGA，因为它可以根据所需的计算量来调整尺寸，这是相对便宜的。相比之下，在传统电路中，FPGA需要根据可用的I/O确定尺寸(这很昂贵)，尤其是在千兆位速度下。

为了从所有接收MMIC中读出数据，在步骤622，接收控制和采样时钟MUX被切换到第一接收器。串行数据MUX也切换到第一接收器。在步骤624，FPGA置位第一接收器的芯片选择线并且在步骤626开始生成采样时钟。因为置位了芯片选择线，这一芯片选择线从采样缓冲器计时采样，尽管串行数据MUX，到达FPGA中。在本发明的可替代实施例中，FPGA不生成采样时钟，而是连接到采样缓冲器的串行器自己生成串行数据时钟，并且这一时钟通过串行数据MUX连接到FPGA。在这一实施例中，FPGA可以通过接收器MMIC接收LVDS串行数据和这一差分串行时钟。在步骤628，存储接收器的样本。

一旦样本已经从接收器中读出，在判定点630，确定是否所有的接收器都已经运行。如果确定需要运行一个或多个附加的接收器，则在步骤622，FPGA可以将串行数据MUX以及控制和采样时钟MUX切换到下一个接收器，并且可以开始另一个接收器的数据读出处理。然后可以从接收器中读出样本。这一过程可以重复，直到读出所有接收器的所有样本。此时，FPGA含有来自所有接收器的所有样本的完整帧，并且准备开始信号处理。

注意，当图6的整个过程正在进行时，FPGA可以对来自前一帧的数据执行信号处理。基于系统的最大范围，数据采集间隔时间可以是固定的，因此信号将花费最长的往返时间。生成帧(例如，3D帧)所需的信号处理很可能要比这一往返时间长得多。因此，数据读出阶段只需要足够快，以便在信号处理阶段结束时为FPGA准备好一帧数据。再次，这可以显著节约成本。通过将数据采集所需的时间间隔与数据读出所需的时间间隔分离，MMIC系统500所需的带宽显著减小。

图7显示了COTS MMIC雷达系统700的示例。图7中所示的COTS MMIC系统700可用于实现雷达成像系统102。COTS MMIC系统700不必依赖于集成的混合信号接收器IC。相反，COTS MMIC系统700可以执行类似于MMIC系统500的功能，同时使用市场上可买到的现成的(COTS)IC。在操作中，COTS MMIC系统700使用本地采样缓冲器来存储数据，以便限制电路中高速信号路径的数量。然而，集成的程度不同于MMIC系统500。图7中所示的COTS MMIC系统700的设计仅仅是示例，并且COTS系统700可以使用分立的IC或者中间集成程度、使用封装系统(SIP)技术将COTS芯片管芯安装在一起来实现。

类似于MMIC系统500，在COTS MMIC系统700中，FPGA是电路的中央计算节点，并且它再次连接到DDS电路，该电路用于生成根据适用方案进行调制的FM信号，例如图4中所示的方案。这一波形再次被带通滤波和放大，以产生系统本地振荡器(LO)。和以前一样，DDS还生成周期性的触发脉冲，并发送给FPGA。

LO信号连接到开关矩阵，开关矩阵通过一次激活一个发射器来再次实现TDM。在COTS MMIC系统700中，这些发射器由COTS发射器IC实现。这些芯片接收LO信号，并将其放大到载波频率。这些芯片通常还含有一个串行外设接口(SPI)配置端口。这是低速串行端口，用于读写控制芯片各方面操作的寄存器，诸如使能发射器、设置功率放大器增益或读取芯片管芯温度。在COTS MMIC系统700中，这些低速信号是用FPGA上额外的通用I/O引脚连接的。

如前所述，一旦FPGA固件切换了开关矩阵，将LO传递给有源发射器，然后它根据当前的调制方案触发DDS以生成FM波形。这一LO波形通过开关矩阵到达使能的发射器MMIC，并被倍增到载波频率、被放大、然后通过天线发送出去。如图7中所示的示例COTS MMIC系统700所示，这一天线可以在发射MMIC的外部。

再次，连接到当前活跃的发射MMIC的发射天线将透射辐射辐射到自由空间。这一辐射的部分可以被多个远程散射体反射、返回并被阵列中的接收器接收。这一辐射可以被印刷电路板上的天线接收，并耦合到COTS接收器MMIC中。在那里，它被LNA放大。接收器MMIC还通过无源分离器接收LO信号。这一信号可以被倍增到载波频率，并与LNA输出混合，以产生拍频IF信号。与MMIC系统500不同，没有板载ADC配置为数字化这一信号并将其存储在板载采样缓冲器中。相反，COTS MMIC系统700使用外部ADC芯片和外部采样缓冲器来数字化和存储该信号。

图8示出了使用COTS芯片组的示例帧捕获方法800。具体而言，图8中所示的方法800可以由图7中所示的COTS MMIC系统700来实现。图8中所示的方法800是作为示例提供的，因为有多种方式来执行该方法。附加地，虽然示例方法800以特定的步骤顺序示出，但是本领域普通技术人员将理解，图8和其中所示的模块可以以任何顺序执行，并且可以包括比所示更少或更多的模块。

在步骤802，数据采集阶段开始。具体而言，在步骤804，FPGA固件通过置位和释放复位引脚来清除采样缓冲器。在各种实施例中，控制和采样时钟MUX可以设置为通过所有信道。接下来，在步骤806，将LO开关矩阵切换到第一发射器。在步骤808，FPGA使能DDS单元。可选地，在步骤808，当FM斜坡开始时，DDS单元向FPGA发送触发信号。可替代地，这一触发信号不是必需的，因为DDS单元立即稳定，或者FPGA包含校准数据以知道DDS何时稳定，而无需闭环反馈。

在步骤810，FPGA开始生成ADC采样时钟。当接收到斜坡开始触发信号时，FPGA可以开始生成ADC采样时钟信号。这一时钟触发所有ADC通道，以同时采样它们各自的IF信号。这些ADC产生串行数据流，在步骤814，这一串行数据流例如通过串行接口流入一个或多个采样缓冲器。在一个实施例中，这些采样缓冲器用FPGA实现。

FM斜坡完成后，FPGA生成采样时钟。此时，第一次发射的采样波形位于采样缓冲器中。然后，在判定点816确定是否所有发射器都已经运行。确定附加的发射器还没有运行，然后过程返回到步骤806，在此将LO开关矩阵切换到下一个发射器，生成另一个FM斜坡，采样时钟运行并且IF采样再次记录到采样缓冲器中。然后，将LO开关矩阵切换到下一个发射器，并且过程重复，直到所有发射器都被激活一次。

确定所有发射器都已经运行之后，在判定点816，数据读出阶段在步骤818开始。此时，采样缓冲器一起含有由系统用来生成一帧3D数据的数据。接下来，数据读出阶段开始。这一数据读出可以缓慢进行。它只需要在帧信号处理周期结束时尽快准备好所有数据。

在步骤820，通过在每个采样缓冲器上置位芯片选择线，从所有采样缓冲器中读出数据。根据主FPGA中可用的吞吐量，可以同时置位一个或多个芯片选择。在步骤822，采样缓冲器随后开始生成时钟信号，并将所有存储的样本例如通过串行接口从ADC信道输出到FPGA。这一过程在判定点824和步骤820之间的循环中继续，直到所有接收器都已经运行。一旦从所有采样缓冲器中读出所有样本，FPGA就含有完整的帧，并准备开始信号处理。

图9A和9B示出了使用雷达执行对象感测和表征的示例方法900。具体而言，图9A和9B中所示的方法900可以由本文描述的系统实现(包括图3中所示的雷达成像系统300)。图9A和9B中所示的方法900是作为示例提供的，因为有多种方式来执行该方法。附加地，虽然示例方法900以特定的步骤顺序示出，但是本领域普通技术人员将理解，图9A和9B和其中所示的模块可以以任何顺序执行，并且可以包括比所示更少或更多的模块。

在步骤902，生成第一多个独立波形。波形可以由用于生成雷达信号的适用模块(诸如本文描述的信号发生器304)生成。进一步，可以使用用于生成雷达信号的适用技术(诸如本文关于信号发生器304描述的技术)来生成波形。

在步骤904，将第一多个独立波形转换成第一多个独立发射雷达信号。可以通过用于将雷达信号处理成发射雷达信号的适用模块(诸如本文描述的信号转换器306)将波形转换成独立发射雷达信号。进一步，可以使用用于处理信号以生成发射雷达信号的适用技术(诸如本文关于信号转换器306描述的技术)将波形转换成多个独立发射雷达信号。

在步骤906，使用包含第一多个发射器天线的发射阵列向视场发射第一多个独立发射雷达信号。可以使用适用发射器阵列(诸如本文描述的发射器天线阵列308)发射第一多个独立发射雷达信号。进一步，可以使用根据用于发射雷达信号的适用技术(诸如本文关于发射器天线阵列308描述的技术)的阵列来发射独立发射雷达信号。例如，可以根据MIMO控制方案来发射独立发射雷达信号。

在步骤908，使用包含第二多个天线的接收阵列接收第二多个接收雷达信号。具体而言，接收雷达信号可以表示从视场对第一多个独立发射雷达信号的响应。可以使用适用接收器阵列(诸如本文描述的接收器天线阵列310)接收第二多个接收雷达信号。进一步，可以根据用于接收雷达信号的适用技术(诸如本文关于接收器天线阵列310描述的技术)来接收第二多个接收雷达信号。例如，可以根据MIMO控制方案来接收第二多个接收雷达信号。

在步骤910，处理第二多个接收雷达信号，以从第二多个接收雷达信号中恢复第一多个独立波形的一个或多个信号属性。如本文所述，一个或多个信号属性可以对应于对视场的至少部分的响应。这一操作可以涉及组合第二多个接收雷达信号以形成视场的组合接收雷达信号。可以使用用于组合接收雷达信号的适用模块(诸如本文描述的虚拟天线形成模块314)来处理和/或组合接收雷达信号。进一步，可以使用用于组合接收雷达信号的适用技术(诸如本文关于虚拟天线形成模块314描述的技术)来组合接收雷达信号。

在步骤912，使用一个或多个信号属性来提供视场中的一个或多个感兴趣区域的表示。这一操作可以例如使用组合接收雷达信号。可以使用用于使用雷达提供视场中的感兴趣区域的表示的适用模块(诸如本文描述的成像模块316)从组合接收雷达信号中提供一个或多个感兴趣区域的表示。进一步，可以使用用于使用雷达来提供视场中的感兴趣区域的表示的适用技术(诸如本文关于成像模块316描述的技术)来提供一个或多个感兴趣区域的表示。

在步骤914，使用一个或多个感兴趣区域的表示来呈现一个或多个感兴趣区域的一个或多个图像属性。可以使用用于使用雷达来呈现视场中的一个或多个感兴趣区域的属性的适用模块(诸如本文描述的成像模块316)来呈现感兴趣区域的属性。进一步，可以使用用于通过使用雷达生成的感兴趣区域的表示来呈现感兴趣区域的图像属性的适用技术(诸如本文关于成像模块316描述的技术)来呈现感兴趣区域的属性。如本文所述，一个或多个图像属性可以基于相对于视场的运动，包括比如，朝向或远离视场的运动。图像属性可以包含形成视场的表示的体素的角度值、距离值、相对速度值或其某种组合。图像属性是从场景测量中导出的，场景测量包含视场的快速时间数据、慢速时间数据、空间数据或其某种组合。在一些实施例中，视场的空间数据可以变换成图像属性的角度值。步骤914可以包括将视场的快速时间数据变换成图像属性的距离值。慢速时间数据可以变换成图像属性的相对速度值。在一些实施例中，可以校正由于速度测量影响距离测量或距离测量影响速度测量造成的单元徙动。慢速时间数据可以根据视场的快速时间值重新缩放。在一些实施例中，对视场的慢速时间数据执行梯形畸形变换。

在可选步骤916和918，提供指令以基于视场中的一个或多个感兴趣区域的表示来管理交通工具，并且基于表示来确定感兴趣区域是否包括对象。例如，可以确定对象是否是交通工具的视场中的感兴趣区域。随后，可以基于对象是否在视场中的感兴趣区域内来控制交通工具。管理交通工具的指令可以由用于基于视场中的感兴趣区域的表示来提供管理交通工具的指令的适用模块(诸如本文描述的交通工具管理模块320)生成。进一步，可以使用用于检测感兴趣区域中的对象的适用模块(诸如本文描述的成像模块316和对象检测模块318)基于感兴趣区域的表示来确定感兴趣区域是否包括对象。

现在讨论转向本文描述的系统和技术中的误差源。具体而言，在本文描述的系统的制造、安装和操作过程中，可能会出现各种各样的误差源。如果这些误差中的任何一个大到足以在成像操作中引入误差，则可以通过执行校准来测量和校正它们。一般来说，本文描述的系统中的误差由各种原因引起，但是都导致发射－接收天线对之间的不希望的振幅偏移和发射－接收天线对之间的不希望的相位偏移中的一个或两个。

振幅和相位误差以多种方式引入。这些包括作为温度的函数的变化的放大器增益、作为温度的函数的变化的信号路径损耗、由于天线制造公差导致的天线尺寸、形状和位置的变化、由于电路布线约束导致的不同信道的不同信号路径长度导致的附加增益和相位偏移、由于在目标平台(例如，交通工具)中的制造或安装中引入的机械公差导致的阵列几何形状的静态误差，以及由目标平台内的机械运动(例如，当交通工具移动时引起的振动)引入的动态误差。

这些误差源中的一些在系统寿命期间相对恒定。例如，由不同信号路径长度导致的相位和振幅误差在系统寿命期间保持恒定。附加地，由于制造公差，印刷电路板信号路径迹线的长度将具有初始误差，但通常不会改变。相反，其他误差源，诸如温度相关的放大器增益或目标平台振动引起的阵列变形，在设备操作期间发生变化。下面描述了一种校准过程，校准过程负责长期稳定和短期动态误差源，并且可以在本文描述的系统中实现。

本文描述的图像形成过程可以使用反向传播方法来实现。如上所述，这一技术依赖于对每个发射－接收对贡献的同相信号求和。在一个实施例中，本文描述的系统设计为以76-77GHz的载波频率工作。这对应于4mm的波长。因此，1度相位偏移对应于仅11微米的线性距离。本文描述的校准过程旨在补偿相位误差，例如给出约1度的最终精度。

附加的误差源是发射天线和接收天线之间不希望的直接耦合。因为本文描述的系统使用一个或多个具有紧密间隔的天线元件的天线阵列，所以发射和接收之间的直接耦合产生非常短的信号路径。反过来，由于调频连续波(FMCW)调制可用于测距，短信号路径会在解调后产生低频IF信号。因为交叉耦合信号路径比本文描述的系统的正常操作范围短得多，交叉耦合信号路径可以以比期望的往返信号路径低得多的频率产生IF信号。因此，使用线性滤波器可以有效地滤除这些频率。这一滤波可以在数字化前使用模拟电路元件实现，也可以在采样后使用数字滤波器实现，或者两者都使用来实现。

进一步，因为所有上述误差源都导致不希望的波振幅或相位偏移，所以误差是应用于可以在平方矩阵中量化的接收信号的线性运算。如本文所使用的，这一平方矩阵称为误差矩阵。如果系统含有N_Tx发射器和N_Rx接收器，这是带有N_Tx×N_Rx个元素的正方形矩阵。矩阵中的值是复数，因此它们可以描述振幅和相位误差。这一矩阵的对角线模拟了单个Tx-Rx信号路径关于恒定参照的增益和相位偏移。例如，如果将从发射器#1到接收器#1的路径称为“信道1”，并将其作为参照。那么信道1的矩阵中的单元的值为1.0，沿矩阵对角线的所有其他单元的值含有相对于信道1的振幅和相位偏移的值。

误差矩阵中的非对角线单元对应于信道之间天线耦合的影响。具体而言，可以假设由于滤除了低频IF信号，天线交叉耦合可以忽略不计。因此，误差矩阵可以表示为对角线矩阵。

因此，校准过程包括测量以获得这一对角线误差矩阵。误差矩阵可以通过扫描传感器视场内的已知参照目标来识别。例如，安装在汽车上的传感器可以看到发动机罩，并且可以有一个固定的参照目标放置在那里。误差矩阵可以通过测量位于已知位置的参照目标的振幅和相位来获得。来自所有发射到接收信道的实际信号可以与无误差的阵列的预期信号进行比较，该阵列成像在已知参照位置的目标上。然后，测量波和预期波的振幅和相位之间的每信道差异可以形成误差矩阵的对角线元素。

在另一个实施例中，校准不使用已知位置的参照目标。相反，在视场中的未知位置选择目标。首先，使用未校准的阵列或使用最后已知的有效校准来执行成像过程。接下来，从图像中选择目标。这一目标可以通过例如定位具有最高强度反射的体素、在尤其有利的距离处的体素或者与相邻体素具有期望的对比度的体素来选择。最后，运行优化过程。这一优化解决了产生所选目标的最小、最清晰图像的误差矩阵。可以利用适用图像优化方法来产生所选目标的最小和最清晰的图像，诸如可以使用的最小二乘优化。

一旦生成了误差矩阵，就可以用它来校正记录的波形数据。具体而言，前面描述的图像形成技术的输入最早可以是来自每个发送到接收信号路径的采样波形。误差矩阵对角线含有这些信号路径中每个的元素，因此来自相应元素的振幅和相位偏移应用于采样信号以产生校正信号。然后，来自所有信道的校正信号被馈送到成像算法中，并且如前所述运行反向传播。

本文描述的包括客户端、服务器和引擎的几个部件，可能与基于云的计算系统兼容或使用基于云的计算系统实现。如本文中所使用的，基于云的计算系统是通过维护客户端设备可以通过通信接口(诸如网络)访问的集中式服务和资源来向客户端设备提供计算资源、软件和/或信息的系统。基于云的计算系统可以涉及对服务的订阅或者使用公用事业定价模型(utility pricing model)。用户可以通过位于他们的客户端设备上的网络浏览器或其他容器应用程序来访问基于云的计算系统的协议。

本文描述了本领域技术人员可以以多种方式实现的技术。比如，本领域技术人员可以使用过程、装置、系统、物质组合、体现在计算机可读存储介质上的计算机程序产品和/或处理器(诸如配置为执行存储在耦合到处理器的存储器上和/或由该存储器提供的指令的处理器)，来实现本文描述的技术。除非另有说明，描述为配置为执行任务的诸如处理器或存储器的部件可以实现为配置为在给定时间执行任务的通用部件或制造为执行任务的特定部件。如本文中所使用的，术语“处理器”是指配置为处理数据(诸如计算机程序指令)的一个或多个设备、电路和/或处理核心。

根据上述示例的方法可以使用存储在计算机可读介质中或可从计算机可读介质获得的计算机可执行指令来实现。此类指令可以包含例如指令和数据，其使得或以其他方式配置通用计算机、专用计算机或专用处理设备来执行某种功能或功能组。可以通过网络访问使用的部分计算机资源。计算机可执行指令可以是例如二进制文件、中间格式指令(诸如汇编语言、固件或源代码)。可用于存储指令、使用的信息和/或在根据所述示例的方法期间创建的信息的计算机可读介质的示例包括磁盘或光盘、闪存、配备有非易失性存储器的USB设备、网络存储设备等。

实现根据这些公开的方法的设备可以包含硬件、固件和/或软件，并且可以采用多种形式因素中的任何一种。此类形式因素的典型示例包括笔记本电脑、智能手机、小型个人电脑、个人数字助理、机架式设备、独立设备等。本文描述的功能还可以体现在外围设备或插入卡中。作为进一步的示例，此类功能还可以在不同芯片之间的电路板上或者在单个设备中执行的不同过程中实现。

指令、用于传达此类指令的介质、用于执行它们的计算资源以及用于支持此类计算资源的其他结构是用于提供这些公开中描述的功能的手段。

尽管使用了各种示例和其他信息来解释所附权利要求范围内的方面，但是基于此类示例中的特定特征或布置，不应暗示对权利要求的限制，因为普通技术人员将能够使用这些示例来导出各种各样的实现。进一步，尽管一些主题可能已经描述了特定于结构特征和/或方法步骤的语言，但是应当理解，所附权利要求中定义的主题不一定限于这些描述的特征或动作。例如，此类功能可以不同地分布或者在除了本文所标识的部件之外的部件中执行。相反，所描述的特征和步骤公开为所附权利要求范围内的系统和方法的部件的示例。

叙述“至少一个”的权利要求语言指的是集合中的至少一个，并且指示集合的一个成员或集合的多个成员满足该权利要求。例如，叙述“A和B中的至少一个”的权利要求语言是指A、B或A和B。

公开的陈述包括：

陈述1.一种雷达成像系统，所述雷达成像系统包含信号发生器，所述信号发生器配置为生成第一多个独立波形。雷达成像系统还可以包括信号转换模块，所述信号转换模块配置为将第一多个独立波形转换成第一多个独立发射雷达信号。进一步，雷达成像系统可以包括发射器阵列，发射器阵列包含第一多个发射器天线，所述第一多个发射器天线配置为向视场发射第一多个独立发射雷达信号。雷达成像系统可以包括接收器阵列，所述接收器阵列包含第二多个接收器天线，所述第二多个接收天线配置为接收第二多个接收雷达信号的，第二多个接收雷达信号表示来自视场的、对第一多个独立发射雷达信号的响应。附加地，雷达成像系统可以包括虚拟天线形成模块，所述虚拟天线形成模块配置为处理第二多个接收雷达信号，以从第二多个接收雷达信号中恢复第一多个独立波形的一个或多个信号属性，一个或多个信号属性对应于对视场的至少部分的响应。雷达成像系统还可以包括成像模块，所述成像模块配置为使用从第二多个接收雷达信号恢复的第一多个独立波形的一个或多个信号属性来提供视场中的一个或多个感兴趣区域的表示，并且使用一个或多个感兴趣区域的表示来呈现一个或多个感兴趣区域的一个或多个图像属性，所述一个或多个图像属性至少部分地基于相对于视场的运动。

陈述2.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中一个或多个图像属性至少部分地基于雷达成像系统相对于视场的运动。

陈述3.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中一个或多个图像属性至少部分地基于雷达成像系统相对于视场的运动。雷达成像系统还可以配置为朝向或远离视场移动。

陈述4.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中一个或多个图像属性至少部分地基于雷达成像系统相对于视场的运动。雷达成像系统还可以配置为朝向或远离视场移动。进一步，雷达成像系统可以包含车载雷达系统。

陈述5.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中一个或多个图像属性至少部分地基于雷达成像系统相对于视场的运动。雷达成像系统还可以配置为对视场中朝向或远离雷达成像系统移动的对象进行成像。

陈述6.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中一个或多个图像属性至少部分地基于雷达成像系统相对于视场的运动。雷达成像系统还可以配置为对视场中朝向或远离雷达成像系统移动的对象进行成像；并且对象包含一个或多个无人机。

陈述7.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中图像属性包含形成视场的表示的体素的角度值、距离值、相对速度值或其某种组合。

陈述8.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中图像属性是从场景测量中导出的，所述场景测量包含视场的快速时间数据、慢速时间数据、空间数据或其某种组合。

陈述9.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为将视场的空间数据变换成图像属性的角度值。

陈述10.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为将视场的快速时间数据变换成图像属性的距离值。

陈述11.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为将视场的慢速时间数据变换成图像属性的相对速度值。

陈述12.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为校正速度测量影响距离测量或距离测量影响速度测量造成的单元徙动。

陈述13.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为根据视场的快速时间值来重新缩放视场的慢速时间数据。

陈述14.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为对视场的慢速时间数据执行梯形畸形变换。

陈述15.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中信号发生器配置为执行以下一项或多项：对一个或多个主信号进行时移以生成第一多个独立波形；对一个或多个主信号进行相移以生成第一多个独立波形；对一个或多个主信号进行码分以生成第一多个独立波形；以及对一个或多个主信号进行频移以生成第一多个独立波形中的一项或多项。

陈述16.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中信号发生器配置为生成锯齿波形、三角波形和阶梯波形中的一个或多个。

陈述17.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中信号转换模块配置为使用调频连续波(FMCW)调制方案、数字调制、相移键控(PSK)调制或正交频分复用(OFDM)调制方案或其某种组合，将第一多个独立波形转换成第一多个独立发射雷达信号。

陈述18.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中虚拟天线形成模块配置为利用组合接收雷达信号形成虚拟阵列孔径，所述虚拟阵列孔径包含对应于第一多个独立发射天线的位置和第二多个接收天线的位置的卷积的天线元件的虚拟场。

陈述19.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中虚拟天线形成模块配置为执行以下一项多项：对第二多个接收雷达信号执行求和、线性运算、数学积分和标量乘法，以形成组合接收雷达信号。

陈述20.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中从第二多个接收雷达信号恢复的第一多个独立波形的一个或多个信号属性对应于表示第二多个接收器雷达信号的组合的组合接收雷达信号中的相位差。

陈述21.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中从第二多个接收雷达信号恢复的第一多个独立波形的一个或多个信号属性对应于第一多个独立波形中的时间差。

陈述22.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中从第二多个接收雷达信号恢复的第一多个独立波形的一个或多个信号属性对应于第一多个独立波形的调制特性。

陈述23.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中对第一多个独立发射雷达信号的响应包含来自视场的一个或多个漫反射。

陈述24.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中对第一多个独立发射雷达信号的响应包含对视场中的一个或多个散射体的响应。

陈述25.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为使用对第一多个独立发射雷达信号的响应来估计视场的一个或多个散射特性，以提供一个或多个感兴趣区域的表示。

陈述26.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含对视场中的一个或多个散射体的响应的总和。

陈述27.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含对视场中的一个或多个漫散射的反应的总和。

陈述28.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含对第一多个独立发射雷达信号的响应的总和的第一数量的样本。

陈述29.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中表示包含感兴趣区域的一个或多个图像帧。成像模块还可以配置为对一个或多个感兴趣区域的表示进行采样。进一步，成像模块可以配置为使用样本来创建一个或多个感兴趣区域的缓冲表示。附加地，成像模块可以配置为使用缓冲表示生成感兴趣区域的一个或多个图像帧。

陈述30.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中组合接收雷达信号包含视场的多个视角，多个视角中的每个对应于来自对第一多个独立发射雷达信号的响应中的一个的特定视角，并且一个或多个感兴趣区域的表示包含适应对第一多个独立发射雷达信号的响应中的一个或多个相移。

陈述31.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中一个或多个图像属性包含一个或多个感兴趣区域中的一个或多个体素。

陈述32.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中一个或多个图像属性包含一个或多个感兴趣区域的一个或多个三维(3D)图像帧。

陈述33.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为识别一个或多个感兴趣区域中的一个或多个体素的物理特性。

陈述34.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为识别一个或多个感兴趣区域中的一个或多个体素的反射性。

陈述35.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为执行一个或多个感兴趣区域的表示的数学反演。

陈述36.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含第二多个接收雷达信号的散射积分，并且成像模块配置为执行散射积分的数学反演。

陈述37.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为执行一个或多个感兴趣区域的表示的去卷积。

陈述38.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含第二多个接收雷达信号的散射积分，并且成像模块配置为执行散射积分的去卷积。

陈述39.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为执行一个或多个感兴趣区域的表示的匹配滤波。

陈述40.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为执行一个或多个感兴趣区域的表示的时域或频域匹配滤波。

陈述41.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含第二多个接收雷达信号的散射积分，并且成像模块配置为执行散射积分的匹配滤波。

陈述42.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含第二多个接收雷达信号的散射积分，并且成像模块配置为执行散射积分的时域或频域匹配滤波。

陈述43.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为做出第一确定，一个或多个感兴趣区域的表示是否表示第一多个独立发射雷达信号中的一个或多个的一个或多个建设性贡献。成像模块还可以配置为做出第二确定，一个或多个感兴趣区域的表示是否表示第一多个独立发射雷达信号中的一个或多个的一个或多个破坏性贡献；以及基于第一确定和第二确定中的一个或多个来确定视场内的对象的一个或多个特性。

陈述44.根据权利要求1所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为做出第一确定，一个或多个感兴趣区域的表示是否表示第一多个独立发射雷达信号中的一个或多个的一个或多个建设性贡献。成像模块还可以配置为做出第二确定，一个或多个感兴趣区域的表示是否表示第一多个独立发射雷达信号中的一个或多个的一个或多个破坏性贡献。进一步，成像模块可以配置为基于第一确定和第二确定中的一个或多个来确定视场内的对象的存在。

陈述45.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为：做出第一确定，一个或多个感兴趣区域的表示是否表示第一多个独立发射雷达信号中的一个或多个的一个或多个建设性贡献。成像模块还可以配置为做出第二确定，一个或多个感兴趣区域的表示是否表示第一多个独立发射雷达信号中的一个或多个的一个或多个破坏性贡献。进一步，成像模块可以配置为基于第一确定和第二确定中的一个或多个来确定视场内的对象的成像强度。

陈述46.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为通过连续消除来自靠近一个或多个感兴趣区域的视场中的区域的对第一多个独立发射雷达信号的一个或多个其他响应来增强一个或多个感兴趣区域附近的分辨率。

陈述47.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为聚焦一个或多个感兴趣区域附近的分辨率。

陈述48.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为在一个或多个感兴趣区域附近提供分辨率的参数化焦点。

陈述49.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中一个或多个感兴趣区域包含视场中的多个感兴趣区域，并且成像模块配置为以第一分辨率对多个感兴趣区域执行第一扫描。成像模块还可以配置为基于第一扫描来识别以高于第二分辨率的第二分辨率成像的补充图像属性；以第二分辨率执行第二扫描；以及以第二分辨率提供视场中一个或多个散射体的图像。

陈述50.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为：识别在一个或多个感兴趣区域的表示中表示的偏振特性；和使用偏振特性确定一个或多个感兴趣区域中的一个或多个对象的材料特性。

陈述51.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中第二多个接收器天线的数量是第一多个发射器天线的数量的两倍或三倍。

陈述52.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中第二多个接收器天线的第一组配置有第一偏振，并且第二多个接收器天线的第二组配置有第二偏振，第二偏振垂直于第一偏振定向。

陈述53.根据陈述1所述的雷达成像系统，进一步包含交通工具管理模块，所述交通工具管理模块配置为基于一个或多个感兴趣区域的表示来提供管理交通工具的指令。

陈述54.根据陈述1所述的雷达成像系统，进一步包含对象检测模块，所述对象检测模块配置为基于一个或多个感兴趣区域的表示来确定一个或多个感兴趣区域是否包括一个或多个对象。

陈述55.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中接收器阵列的一个或多个接收器被集成到单片微波集成电路(MMIC)中。

陈述56.根据陈述1所述的雷达成像系统，其中虚拟天线形成模块配置为对第二多个接收雷达信号进行采样，并缓冲视场的组合接收雷达信号。

陈述57.根据陈述1所述的雷达成像系统，进一步包含耦合到虚拟天线形成模块的一个或多个多路复用器，一个或多个多路复用器配置为向成像模块提供缓冲的组合接收雷达信号的部分。

陈述58.一种包含生成第一多个独立波形方法；将第一多个独立波形转换成第一多个独立发射雷达信号。所述方法还可以包括使用包含第一多个发射器天线的发射器阵列向视场发射第一多个独立发射雷达信号。附加地，所述方法可以包括使用包含第二多个接收器天线的接收器阵列接收第二多个接收雷达信号，第二多个接收雷达信号表示来自视场的、对第一多个独立发射雷达信号的响应。进一步，所述方法可以包括处理第二多个接收雷达信号，以从第二多个接收雷达信号中恢复第一多个独立波形的一个或多个信号属性，一个或多个信号属性对应于对视场的至少部分的响应。所述方法还可以包括使用从第二多个接收信号恢复的第一多个独立波形的一个或多个信号属性，提供视场中一个或多个感兴趣区域的表示。附加地，所述方法可以包括使用一个或多个感兴趣区域的表示来呈现一个或多个感兴趣区域的一个或多个图像属性，一个或多个图像属性至少部分地基于相对于视场的运动。

陈述59.根据陈述58所述的方法，其中一个或多个图像属性至少部分地基于相对于视场的运动。

陈述60.根据陈述58所述的方法，其中一个或多个图像属性至少部分地基于朝向或远离视场的运动。

陈述61.根据陈述58所述的方法，其中所述方法由车载雷达系统执行。

陈述62.根据陈述58所述的方法，其中一个或多个图像属性至少部分地基于雷达成像系统相对于视场的运动，并且所述方法包含对视场中的移动无人机成像。

陈述63.根据陈述58所述的方法，其中一个或多个图像属性至少部分地基于雷达成像系统相对于视场的运动，并且所述方法包含对视场中的移动无人机成像。

陈述64.根据陈述58所述的方法，其中图像属性包含形成视场的表示的体素的角度值、距离值、相对速度值或其某种组合。

陈述65.根据陈述58所述的方法，其中图像属性是从场景测量中导出的，所述场景测量包含视场的快速时间数据、慢速时间数据、空间数据或其某种组合。

陈述66.根据陈述58所述的方法，进一步包含将视场的空间数据变换成图像属性的角度值。

陈述67.根据陈述58所述的方法，进一步包含将视场的快速时间数据变换成图像属性的距离值。

陈述68.根据陈述58所述的方法，进一步包含将视场的慢速时间数据变换成图像属性的相对速度值。

陈述69.根据陈述58所述的方法，进一步包含校正速度测量影响距离测量或距离测量影响速度测量的单元徙动。

陈述70.根据陈述58所述的方法，进一步包含根据视场的快速时间值来重新缩放视场的慢速时间数据。

陈述71.根据陈述58所述的方法，进一步包含对视场的慢速时间数据执行梯形畸变变换。

陈述72.根据陈述58所述的方法，进一步包含基于一个或多个感兴趣区域的表示来提供管理交通工具的指令；和基于一个或多个感兴趣区域的表示来确定一个或多个感兴趣区域是否包括一个或多个对象。

陈述73.根据陈述58所述的方法，其中生成第一多个独立波形包含执行以下一项或多项：对一个或多个主信号进行时移以生成第一多个独立波形；对一个或多个主信号进行相移以生成第一多个独立波形；对一个或多个主信号进行码分以生成第一多个独立波形；以及对一个或多个主信号进行频移以生成第一多个独立波形。

陈述74.根据陈述58所述的方法，进一步包含生成锯齿波形、三角波形和阶梯波形中的一个或多个。

陈述75.根据陈述58所述的方法，进一步包含使用调频连续波(FMCW)调制方案、数字调制、相移键控(PSK)调制、正交频分复用(OFDM)调制方案或其某种组合，将第一多个独立波形转换成第一多个独立发射雷达信号。

陈述76.根据陈述58所述的方法，进一步包含混合第一多个独立波形以生成第一多个独立发射雷达信号。

陈述77.根据陈述58所述的方法，进一步包含利用组合接收雷达信号形成虚拟阵列孔径，虚拟阵列孔径包含对应于第一多个独立发射天线的位置和第二多个接收天线的位置的卷积的天线元件的虚拟场。

陈述78.根据陈述58所述的方法，进一步包含对第二多个接收雷达信号执行求和、线性运算、数学积分和标量乘法中的一项或多项，以形成组合接收雷达信号。

陈述79.根据陈述58所述的方法，其中从第二多个接收雷达信号恢复的第一多个独立波形的一个或多个信号属性对应于表示第二多个接收雷达信号的组合的组合接收雷达信号中的相位差。

陈述80.根据陈述58所述的方法，其中从第二多个接收雷达信号恢复的第一多个独立波形的一个或多个信号属性对应于第一多个独立波形中的时间差。

陈述81.根据陈述58所述的方法，其中从第二多个接收雷达信号恢复的第一多个独立波形的一个或多个信号属性对应于第一多个独立波形的调制特性。

陈述82.根据陈述58所述的方法，其中对第一多个独立发射雷达信号的响应包含来自视场的一个或多个漫反射。

陈述83.根据陈述58所述的方法，其中对第一多个独立发射雷达信号的响应包含对视场中的一个或多个散射体的响应。

陈述84.根据陈述58所述的方法，进一步包含使用对第一多个独立发射雷达信号的响应来估计视场的一个或多个散射特性，以提供一个或多个感兴趣区域的表示。

陈述85.根据陈述58所述的方法，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含对视场中的一个或多个散射体的响应的总和。

陈述86.根据陈述58所述的方法，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含对视场中的一个或多个漫散射的反应的总和。

陈述87.根据陈述58所述的方法，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含对第一多个独立发射雷达信号的响应的总和的第一数量的样本。

陈述88.根据陈述58所述的方法，其中表示包含感兴趣区域的一个或多个图像帧，并且成像模块配置为对一个或多个感兴趣区域的表示进行采样。成像模块还可以配置为使用样本来创建一个或多个感兴趣区域的缓冲表示。附加地，成像模块可以配置为使用缓冲表示生成感兴趣区域的一个或多个图像帧。

陈述89.根据陈述58所述的方法，其中组合接收雷达信号包含视场的多个视角，多个视角中的每个对应于来自对第一多个独立发射雷达信号的响应中的一个的特定视角，并且一个或多个感兴趣区域的表示包含适应对第一多个独立发射雷达信号的响应中的一个或多个相移。

陈述90.根据陈述58所述的方法，其中一个或多个图像属性包含一个或多个感兴趣区域中的一个或多个体素。

陈述91.根据陈述58所述的方法，其中一个或多个图像属性包含一个或多个感兴趣区域的一个或多个三维(3D)图像帧。

陈述92.根据陈述58所述的方法，进一步包含识别一个或多个感兴趣区域中的一个或多个体素的物理特性。

陈述93.根据陈述58所述的方法，进一步包含识别一个或多个感兴趣区域中的一个或多个体素的反射性。

陈述94.根据陈述58所述的方法，进一步包含执行一个或多个感兴趣区域的表示的数学反演。

陈述95.根据陈述58所述的方法，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含第二多个接收雷达信号的散射积分，并且所述方法进一步包含执行散射积分的数学反演。

陈述96.根据陈述58所述的方法，进一步包含执行一个或多个感兴趣区域的表示的去卷积。

陈述97.根据陈述58所述的方法，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含第二多个接收雷达信号的散射积分，并且成像模块配置为执行散射积分的去卷积。

陈述98.根据陈述58所述的方法，其中成像模块配置为执行一个或多个感兴趣区域的表示的匹配滤波。

陈述99.根据陈述58所述的方法，进一步包含执行一个或多个感兴趣区域的表示的时域或频域匹配滤波。

陈述100.根据陈述58所述的方法，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含第二多个接收雷达信号的散射积分，并且所述方法进一步包含执行散射积分的匹配滤波。

陈述101.根据陈述58所述的方法，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含第二多个接收雷达信号的散射积分，并且所述方法进一步包含执行散射积分的时域或频域匹配滤波。

陈述102.根据陈述58所述的方法，进一步包含做出第一确定，一个或多个感兴趣区域的表示是否表示第一多个独立发射雷达信号中的一个或多个的一个或多个建设性贡献；做出第二确定，一个或多个感兴趣区域的表示是否表示第一多个独立发射雷达信号中的一个或多个的一个或多个破坏性贡献；以及基于第一确定和第二确定中的一个或多个来确定视场内的对象的一个或多个特性。

陈述103.根据陈述58所述的方法，进一步包含做出第一确定，一个或多个感兴趣区域的表示是否表示第一多个独立发射雷达信号中的一个或多个的一个或多个建设性贡献；做出第二确定，一个或多个感兴趣区域的表示是否表示第一多个独立发射雷达信号中的一个或多个的一个或多个破坏性贡献；以及基于第一确定和第二确定中的一个或多个来确定视场内的对象的存在。

陈述104.根据陈述58所述的方法，进一步包含做出第一确定，一个或多个感兴趣区域的表示是否表示第一多个独立发射雷达信号中的一个或多个的一个或多个建设性贡献；做出第二确定，一个或多个感兴趣区域的表示是否表示第一多个独立发射雷达信号中的一个或多个的一个或多个破坏性贡献；以及基于第一确定和第二确定中的一个或多个来确定视场内的对象的成像强度。

陈述105.根据陈述58所述的方法，进一步包含通过连续消除来自靠近一个或多个感兴趣区域的视场中的区域的对第一多个独立发射雷达信号的一个或多个其他响应来增强一个或多个感兴趣区域附近的分辨率。

陈述106.根据陈述58所述的方法，进一步包含聚焦一个或多个感兴趣区域附近的分辨率。

陈述107.根据陈述58所述的方法，进一步包含提供一个或多个感兴趣区域附近的分辨率的参数化焦点。

陈述108.根据陈述58所述的方法，其中一个或多个感兴趣区域包含视场中的多个感兴趣区域。所述方法还可以包括以第一分辨率对多个感兴趣区域执行第一扫描。附加地，所述方法可以包括基于第一扫描，识别以高于第二分辨率的第二分辨率成像的补充图像属性。进一步，所述方法可以包括以第二分辨率执行第二扫描；以及以第二分辨率提供视场中一个或多个散射体的图像。

陈述109.根据陈述58所述的方法，进一步包含识别在一个或多个感兴趣区域的表示中表示的偏振特性；使用偏振特性确定一个或多个感兴趣区域中的一个或多个对象的材料特性。

陈述110.根据陈述58所述的方法，其中第二多个接收器天线的数量是第一多个发射器天线的数量的两倍或三倍。

陈述111.根据陈述58所述的方法，其中第二多个接收器天线的第一组配置有第一偏振，并且第二多个接收器天线的第二组配置有第二偏振，第二偏振垂直于第一偏振定向。

陈述112.根据陈述58所述的方法，进一步包含基于一个或多个感兴趣区域的表示来提供管理交通工具的指令。

陈述113.根据陈述58所述的方法，进一步包含基于一个或多个感兴趣区域的表示来确定一个或多个感兴趣区域是否包括一个或多个对象。

陈述114.根据陈述58所述的方法，其中接收器阵列的一个或多个接收器被集成到单片微波集成电路(MMIC)中。

陈述115.根据陈述114所述的方法，进一步包含对第二多个接收雷达信号进行采样，并缓冲视场的组合接收雷达信号。

陈述116.根据陈述114所述的方法，进一步包含提供缓冲的组合接收雷达信号的部分。

陈述117.一种包含接收器阵列的接收器系统，所述接收器阵列包括第二多个接收器天线，所述第二多个接收器天线配置为接收第二多个接收雷达信号，第二多个接收雷达信号表示来自视场的、对第一多个独立发射雷达信号的响应。接收系统还可以包括虚拟天线形成模块，所述虚拟天线形成模块配置为处理第二多个接收雷达信号以从第二多个接收雷达信号中恢复第一多个独立发射雷达信号的一个或多个信号属性，一个或多个信号属性对应于对视场的至少部分的响应。进一步，接收器系统可以包括成像模块，所述成像模块配置为使用从第二多个接收雷达信号恢复的第一多个第一多个独立发射雷达信号的一个或多个信号属性来提供视场中的一个或多个感兴趣区域的表示，并且使用一个或多个感兴趣区域的表示来呈现一个或多个感兴趣区域的一个或多个图像属性，一个或多个图像属性至少部分地基于相对于视场的运动。

陈述118.根据陈述117所述的接收器系统，进一步包含发射器系统。发射器系统可以包括配置为生成第一多个独立波形的信号发生器。发射器系统还可以包括信号转换模块，所述信号转换模块配置为将第一多个独立波形转换成第一多个独立发射雷达信号。进一步，发射器系统可以包括发射器阵列，所述发射器阵列包含第一多个发射器天线，所述第一多个发射器天线配置为向视场发射第一多个独立发射雷达信号。

陈述119.一种方法，所述方法包含使用包含第二多个接收器天线的接收器阵列接收第二多个接收雷达信号，第二多个接收雷达信号表示来自视场的、对第一多个独立发射雷达信号的响应。所述方法还可以包括组合第二多个接收雷达信号以形成视场的组合接收雷达信号。进一步，所述方法可以包括使用组合接收雷达信号来提供视场中的一个或多个感兴趣区域的表示；和使用一个或多个感兴趣区域的表示来呈现一个或多个感兴趣区域的一个或多个图像属性，一个或多个图像属性至少部分地基于相对于视场的运动。

陈述120.根据陈述119所述的方法，进一步包含生成第一多个独立波形；将第一多个独立波形转换成第一多个独立发射雷达信号；以及使用包含第一多个发射器天线的发射器阵列向视场发射第一多个独立发射雷达信号。

陈述121.一种雷达成像系统，所述雷达成像系统包含信号发生器，所述信号发生器配置为生成第一多个独立波形。雷达成像系统还可以包括信号转换模块，所述信号转换模块配置为将第一多个独立波形转换成第一多个独立发射雷达信号。进一步，雷达成像系统可以包括一个或多个包含发射器阵列的第一单片微波集成电路(MMICs)。发射器阵列可以包括第一多个发射器天线，所述第一多个发射器天线配置为向视场发射第一多个独立发射雷达信号。附加地，雷达成像系统可以包括一个或多个第二MMIC，其包括包含第二多个接收器天线的接收器阵列。第二多个接收器天线可以配置为接收第二多个接收雷达信号，第二多个接收雷达信号表示来自视场的、对第一多个独立发射雷达信号的响应。一个或多个第二MMIC可以包括耦合到接收器阵列的采样模块。采样模块可以配置为对第二多个接收雷达信号进行采样。雷达成像系统还可以包括耦合到采样模块的处理模块，处理模块配置为实现虚拟天线形成模块，所述虚拟天线形成模块配置为处理第二多个接收雷达信号以从第二多个接收信号中恢复多个独立波形的一个或多个信号属性，一个或多个信号属性对应于对视场的至少部分的响应。处理模块还可以配置为实现成像模块，所述成像模块配置为使用从第二多个接收雷达信号恢复的第一多个独立波形的一个或多个信号属性来提供视场中的一个或多个感兴趣区域的表示，并且使用一个或多个感兴趣区域的表示来呈现一个或多个感兴趣区域的一个或多个图像属性，一个或多个图像属性至少部分地基于相对于视场的运动。

陈述122.根据权利要求121所述的雷达成像系统，其中一个或多个第一MMIC和一个或多个第二MMIC通过印刷电路线、平面传输线、微带线或其某种组合彼此耦合。

陈述123.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中信号发生器配置为对一个或多个主信号执行时移，以生成第一多个独立波形。

陈述124.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中信号发生器配置为对一个或多个主信号执行相移，以生成第一多个独立波形。

陈述125.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中信号发生器配置为对一个或多个主信号执行码分，以生成第一多个独立波形。

陈述126.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中信号发生器配置为对一个或多个主信号执行频移，以生成第一多个独立波形。

陈述127.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中信号发生器配置为生成锯齿波形、三角波形和阶梯波形中的一个或多个。

陈述128.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中信号转换模块配置为使用调频连续波(FMCW)调制方案将第一多个独立波形转换成第一多个独立发射雷达信号。

陈述129.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中信号转换模块配置为使用数字调制、相移键控(PSK)调制或正交频分复用(OFDM)调制方案，将第一多个独立波形转换成第一多个独立发射雷达信号。

陈述130.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中信号转换模块包含混频器，所述混频器配置为混合第一多个独立波形以生成第一多个独立发射雷达信号。

陈述131.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中虚拟天线形成模块配置为利用组合接收雷达信号形成虚拟阵列孔径，所述虚拟阵列孔径包含对应于第一多个独立发射器信号和第二多个接收器信号的卷积的天线元件的虚拟场。

陈述132.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中虚拟天线形成模块配置为对第二多个接收雷达信号执行求和、线性运算、数学积分和标量乘法中的一项或多项，以形成组合接收雷达信号。

陈述133.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中从第二多个接收雷达信号恢复的第一多个独立波形的一个或多个信号属性对应于表示第二多个接收雷达信号的组合的组合接收雷达信号中的相位差。

陈述134.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中从第二多个接收雷达信号恢复的第一多个独立波形的一个或多个信号属性对应于第一多个独立波形中的时间差。

陈述135.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中从第二多个接收雷达信号恢复的第一多个独立波形的一个或多个信号属性对应于第一多个独立波形的调制特性。

陈述136.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中对第一多个独立发射雷达信号的响应包含来自视场的一个或多个漫反射。

陈述137.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中对第一多个独立发射雷达信号的响应包含对视场中的一个或多个散射体的响应。

陈述138.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为使用对第一多个独立发射雷达信号的响应来估计视场的一个或多个散射特性，以提供一个或多个感兴趣区域的表示。

陈述139.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含对视场中的一个或多个散射体的响应的总和。

陈述140.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含对视场中的一个或多个漫散射的反应的总和。

陈述141.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含对第一多个独立发射雷达信号的响应的总和的第一数量的样本。

陈述142.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中表示包含感兴趣区域的一个或多个图像帧，并且成像模块配置为对一个或多个感兴趣区域的表示进行采样；使用样本创建一个或多个感兴趣区域的缓冲表示；以及使用缓冲表示生成感兴趣区域的一个或多个图像帧。

陈述143.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中组合接收雷达信号包含视场的多个视角，多个视角中的每个对应于来自对第一多个独立发射雷达信号的响应中的一个的特定视角，并且一个或多个感兴趣区域的表示包含适应对第一多个独立发射雷达信号的响应中的一个或多个相移。

陈述144.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中一个或多个图像属性包含一个或多个感兴趣区域中的一个或多个体素。

陈述145.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中一个或多个图像属性包含一个或多个感兴趣区域的一个或多个三维(3D)图像帧。

陈述146.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为识别一个或多个感兴趣区域中的一个或多个体素的物理特性。

陈述147.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为识别一个或多个感兴趣区域中的一个或多个体素的反射率。

陈述148.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为执行一个或多个感兴趣区域的表示的数学反演。

陈述149.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含第二多个接收雷达信号的散射积分，并且成像模块配置为执行散射积分的数学反演。

陈述150.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为执行一个或多个感兴趣区域的表示的去卷积。

陈述151.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含第二多个接收雷达信号的散射积分，并且成像模块配置为执行散射积分的去卷积。

陈述152.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为执行一个或多个感兴趣区域的表示的匹配滤波。

陈述153.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为执行一个或多个感兴趣区域的表示的时域或频域匹配滤波。

陈述154.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含第二多个接收雷达信号的散射积分，并且成像模块配置为执行散射积分的匹配滤波。

陈述155.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中一个或多个感兴趣区域的表示包含第二多个接收雷达信号的散射积分，并且成像模块配置为执行散射积分的时域或频域匹配滤波。

陈述156.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为做出第一确定，一个或多个感兴趣区域的表示是否表示第一多个独立发射雷达信号中的一个或多个的一个或多个建设性贡献；做出第二确定，一个或多个感兴趣区域的表示是否表示第一多个独立发射雷达信号中的一个或多个的一个或多个破坏性贡献；以及基于第一确定和第二确定中的一个或多个来确定视场内的对象的一个或多个特性。

陈述157.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为做出第一确定，一个或多个感兴趣区域的表示是否表示第一多个独立发射雷达信号中的一个或多个的一个或多个建设性贡献；做出第二确定，一个或多个感兴趣区域的表示是否表示第一多个独立发射雷达信号中的一个或多个的一个或多个破坏性贡献；以及基于第一确定和第二确定中的一个或多个来确定视场内的对象的存在。

陈述158.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为做出第一确定，一个或多个感兴趣区域的表示是否表示第一多个独立发射雷达信号中的一个或多个的一个或多个建设性贡献；做出第二确定，一个或多个感兴趣区域的表示是否表示第一多个独立发射雷达信号中的一个或多个的一个或多个破坏性贡献；以及基于第一确定和第二确定中的一个或多个来确定视场内的对象的成像强度。

陈述159.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为通过连续消除来自靠近一个或多个感兴趣区域的视场中的区域的对第一多个独立发射雷达信号的一个或多个其他响应来增强一个或多个感兴趣区域附近的分辨率。

陈述160.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为聚焦一个或多个感兴趣区域附近的分辨率。

陈述161.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为在一个或多个感兴趣区域附近提供分辨率的参数化焦点。

陈述162.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中一个或多个感兴趣区域包含视场中的多个感兴趣区域，并且成像模块配置为以第一分辨率对多个感兴趣区域执行第一扫描，基于第一扫描识别以高于第二分辨率的第二分辨率成像的补充图像属性，以及以第二分辨率提供视场中一个或多个散射体的图像。

陈述163.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中成像模块配置为识别在一个或多个感兴趣区域的表示中表示的偏振特性，和使用偏振特性确定一个或多个感兴趣区域中的一个或多个对象的材料特性。

陈述164.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中第二多个接收器天线的数量是第一多个发射器天线的数量的两倍或三倍。

陈述165.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中第二多个接收器天线的第一组配置有第一偏振，并且第二多个接收器天线的第二组配置有第二偏振，第二偏振垂直于第一偏振定向。

陈述166.根据陈述121所述的雷达成像系统，进一步包含交通工具管理模块，所述交通工具管理模块配置为基于一个或多个感兴趣区域的表示来提供管理交通工具的指令。

陈述167.根据陈述121所述的雷达成像系统，进一步包含对象检测模块，对象检测模块配置为基于一个或多个感兴趣区域的表示来确定一个或多个感兴趣区域是否包括一个或多个对象。

陈述168.根据陈述121所述的雷达成像系统，其中接收器阵列的一个或多个接收器被集成到单片微波集成电路(MMIC)中。

陈述169.根据陈述168所述的雷达成像系统，其中虚拟天线形成模块配置为对第二多个接收雷达信号进行采样，并缓冲视场的组合接收雷达信号。

陈述170.根据陈述168所述的雷达成像系统，进一步包含耦合到虚拟天线形成模块的一个或多个多路复用器，一个或多个多路复用器配置为向成像模块提供缓冲的组合接收雷达信号的部分。

陈述171.一种雷达成像系统，所述雷达成像系统包含集成电路，所述集成电路包含接收器阵列。接收器阵列可以包括第二多个接收器天线，第二多个接收器天线配置为接收第二多个接收雷达信号，第二多个接收雷达信号表示来自视场的、对第一多个独立发射雷达信号的响应。集成电路还可以包括耦合到接收器阵列的采样模块。采样模块可以配置为对第二多个接收雷达信号进行采样。雷达成像系统还可以包括耦合到采样模块的处理模块。处理模块可以配置为实现虚拟天线形成模块，虚拟天线形成模块配置为处理第二多个接收雷达信号以恢复第一多个独立发射雷达信号的一个或多个信号属性，一个或多个信号属性对应于对视场的至少部分的响应。处理模块还可以配置为实现成像模块，成像模块配置为使用从第二多个接收雷达信号恢复的第一多个独立波形的一个或多个信号属性来提供视场中的一个或多个感兴趣区域的表示，并且使用一个或多个感兴趣区域的表示来呈现一个或多个感兴趣区域的一个或多个图像属性，一个或多个图像属性至少部分地基于相对于视场的运动。