[發明專利]一種近程高分辨率探測成像方法及裝置

有效

• 申請號: 201310077286.9
• 申請日: 2013-03-11
• 公開（公告）號: CN103176183A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 王豐貴;楊傳法;楊秀蔚;崔洪亮;成巍;王忠民
• 申請（專利權）人: 山東省科學院自動化研究所
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種近程高分辨率探測成像裝置，其特征是，它包括線性調頻源，線性調頻源分別與發射天線陣列和混頻器陣列相連，所述發射天線陣列與接收天線陣列相配合，所述接收天線陣列通過低噪聲放大器陣列與混頻器陣列相連，所述混頻器陣列與多路數據采集模塊相連，所述多路數據采集模塊與信號處理與成像模塊相連。

2.如權利要求1所述一種近程高分辨率探測成像裝置，其特征是，所述線性調頻源與混頻器間還設有延時單元。

3.如權利要求1所述一種近程高分辨率探測成像裝置，其特征是，所述發射天線陣列與接收天線陣列采用1發多收的天線陣列。

4.一種基于近程高分辨率探測成像裝置的探測成像方法，其特征是，具體步驟為：

步驟一：確定探測區域，傳播介質的介電常數及成像分辨率，線性調頻源輸出兩路調頻信號，一路作為發射信號經發射天線陣列輻射，另一路被作為本振信號輸出至混頻器陣列；

步驟二：確定第i組收發天線對對應相應點的傳播路徑l_i(A)及探測區域每一點相對每組收發天線對的信號傳播時間t_i(A)，將t_i(A)存儲到高速存儲器；

步驟三：接收天線陣列接收探測目標反射的回波信號，輸出至混頻器陣列，與步驟一中所述的本振信號經混頻器陣列混頻得到中頻信號；

步驟四：對混頻器陣列中的每個混頻器輸出的中頻信號處理得到其頻譜，并將第i個混頻器的頻譜記為S_i(Δf)，并根據混頻器輸出中頻信號的頻譜得到目標散射信號的時延譜S_i(Δt)；

步驟五：判斷環境參數和成像分辨率是否發生調整，如果環境參數和成像分辨率發生改變則返回步驟一，如果環境參數和成像分辨率未改變則判斷是否需要對環境背景成像，如果需要對背景成像則執行步驟六，如果需要對目標信號成像則執行步驟七；

步驟六：去除目標信號，保留背景信號，然后計算S_i(Δt)對應的后向散射信號幅度值，計算L個收發天線對的后向散射信號的幅度值，進行相干疊加得到PBG_total(A)，將其存儲至高速存儲器；

步驟七：提取目標信號，然后計算S_i(Δt)對應的后向散射信號幅度值，計算L個收發天線對的后向散射信號的幅度值，進行相干疊加后得到P_total(A)，再與存至高速存儲器的PBG_total(A)疊加后得到最終的探測區域的成像，得到探測目標的位置信息。

5.如權利要求4所述的探測成像方法，其特征是，所述步驟二的具體步驟為：

（2-1）確定第i組收發天線對對應M*N個點的傳播路徑l_i(A),探測區域長為M點，寬為N點，收發天線對的數目為L，則需M*N*L組運算，探測區域任意一點A相對于第i組收發天線對的傳播路徑記為l_i(A)；

（2-2）根據步驟（2-1）中的傳播路徑，確定探測區域每一點相對每組收發天線對的信號傳播時間，并將每組收發天線對的信號傳播時間t_i(A)存儲到高速存儲器；。

t_i(A)＝l_i(A)/v

v=c/ϵr.]]>

6.如權利要求4所述的探測成像方法，其特征是，所述步驟四的具體步驟為：

根據混頻器輸出中頻信號的頻譜S_i(Δf)，并利用公式：

Δt-td_i＝(Δf/B)·T₀＝(T₀/B)·Δf

Δf＝(B/T₀)·(Δt-td_i)

得到目標散射信號的時延譜S_i(Δt)，其中，B為寬帶線性調頻信號的帶寬，td_i為線性調頻源與第i個混頻器間延時單元的延遲時間。