[發明專利]一種結合RM算法與BP算法的柱面近場三維RCS成像方法

有效

• 申請號: 201410353674.X
• 申請日: 2014-07-23
• 公開（公告）號: CN104133213B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 顏振;劉偉;杜劉革;胡大海;周揚;王亞海;年夫順;常慶功;張文濤;趙銳
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 陳永寧

1.一種結合RM算法與BP算法的柱面近場三維RCS成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將某角度采樣數據S(z,k,θ)在z方向進行一維傅里葉變換將回波數據變換到k_z域，公式一：ψ(k_z,k,θ)＝∫S(z,k,θ)exp(-jk_zz)dz；其中，設采樣點為(z，θ)；工作頻率f對應波數k時的目標散射測量數據表示為S(z,k,θ)；k_z表示波矢量k豎直方向分量；k表示波矢量k大小(波數)；θ表示轉臺角度；z表示豎直方向；j為復數虛部單位；dz表示z方向積分單元；

步驟2：進行空間濾波處理將波矢量移至成像位置，L表示微波信號線長度，在仿真數據成像中L為零，實際測量中L可根據矢網一維像中天線耦合處距離得到，公式二：ψ′(kzk,θ)=ψ(kz,k,θ)exp(jk2-kz2r0)exp(jLk),]]>式中，j為復數虛部單位；r₀表示天線距離成像目標中心距離；L表示微波信號線長度；

步驟3：對k坐標系進行間隔插值處理，k表示波數，k_l表示k水平方向分量，k_z表示k豎直方向分量；根據由ψ'(k_z,k,θ)利用sinc差值方法得到ψ'(k_z,k_l,θ)；

步驟4：通過k_l頻移對ψ'(k_z,k_l,θ)進行相位補償；將其從k_min～k_max頻移到0～B，其中，B＝k_max-k_min，為掃頻帶寬，k_l取值范圍與k相同，頻移大小為k_min，k_min為波數k最小值，k_max為波數k最大值；頻移后，水平方向相位得到修正，對數據進行二維逆傅里葉變換得到不同角度縱向二維斷面圖像，公式三：G(k_z,k_l,θ)＝ψ′(k_z,k_l+k_min,θ)；從頻域轉化為空間域，對G(k_z,k_r,θ)進行二維逆傅里葉變換，得到各個掃描角度下相位正確的縱向二維斷面圖，此數據為復數數據，取模轉化為分貝數據即可得到幅度數據，公式四：Pθ(z,l)=∫-z0/2z0/2∫0BG(kz,kl,θ)exp(j2πkll)exp(jkzz)dkldkz;]]>其中自變量l表示水平方向距離；二維縱向斷面成像完成后，根據已經得到相位正確的各個角度下空間域圖像，根據二維B-P算法，利用投影線對P_θ(z,l)進行插值積分，按高度進行分層成像得到三維成像結果；

步驟5：水平面是極坐標系時，直角坐標系時域空間與極坐標系頻域空間之間轉換關系為dxdy＝kdkdθ，其中dx表示直角坐標系x方向積分單元；dy表示直角坐標系y方向積分單元；k表示頻域空間極坐標系距離軸；dk表示頻域空間極坐標系距離方向積分單元；dθ表示頻域空間極坐標系角度方向積分單元。公式四在積分前增加權重；

步驟6：二維快速傅里葉逆變換，獲取某角度下縱向二維距離方位向成像，公式五：P(z,l,θ)=∫-z0/2z0/2∫0BG(kz,kl,θ)exp(j2πkll)exp(jkzz)(kl+kmin)dkldkz;]]>其中k_l為頻移后波矢量k水平方向分量大小，取值范圍0～B。

步驟7：每一角度不同高度測試完成后，在采集下一角度測試過程中重復步驟1-步驟6得到二維距離方位向成像，直至測試完成，測試完成后根據投影線進行一維線性插值并積分得到目標區域三維RCS成像結果(，公)式六：g^(x,y,z)=∫θmaxθmaxP(z,l,θ)exp(j2πkminl)dθ;]]>公式六中選擇投影線精確的公式為l=R02+x2+y2-2R0(ycosθ-xsinθ)-R0,]]>最后一步積分前需要通過一維線性插值求得P_θ(z,l)具體投影線l距離下對應值。

2.如權利要求1所述的結合RM算法與BP算法的柱面近場三維RCS成像方法，其特征在于，所述步驟4中的所述二維縱向斷面成像具體為通過測試過程的時間對轉臺每個角度的測試數據實時進行二維距離方位向成像。