[發明專利]微波凝視關聯成像系統中時空隨機輻射場的遠場測量方法

有效

• 申請號: 201510067466.8
• 申請日: 2015-02-09
• 公開（公告）號: CN104569975B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 王東進;田超;郭圓月;陳衛東;劉波;孟青泉
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司11260
• 代理人: 鄭立明,鄭哲

技術領域

本發明涉及雷達技術領域，尤其涉及一種微波凝視關聯成像系統中時空隨機輻射場的遠場測量方法。

背景技術

現有技術中的微波凝視成像，其通過構建具備時、空兩維隨機分布特征的輻射場，其與被探測目標相互作用后，將接收的散射回波與已知輻射場進行關聯處理，獲得目標反演像，該方法克服了傳統實孔徑雷達空間分辨率取決于天線孔徑的缺陷，能實現高分辨的微波凝視成像；時空兩維隨機輻射場是上述微波凝視成像的關鍵，其隨機特征表現為時空兩維的非相關特性。

傳統雷達成像的分析多從信號層面進行，而微波凝視關聯成像完全從場的角度分析成像過程。凝視關聯成像系統中各陣元天線輻射非相干場，以多相位中心的形式在遠區形成時空兩維隨機輻射場，同時通過回波信號反演回波場的分布，將隨機輻射場與回波場通過場與場關聯的方法得到目標區域的圖像。因此，微波凝視成像的方法需得到與回波場關聯的輻射場，輻射場的準確性影響了成像的質量與分辨率。

傳統單天線近場分布通過測量或者電磁計算方法得到，再根據惠更斯原理進行近遠場外推，得到天線的遠區場的幅相分布，單天線的遠場分布通常使用方向圖描述，主要關心遠區功率的分布情況，而凝視成像系統關聯處理時需要隨機輻射雷達陣列遠區輻射場的幅度及相位分布。

微波凝視關聯成像系統中各陣元天線的激勵信號具有較大帶寬，且具有不同的調制方式，各天線的類型、形狀及尺寸可不一致，極化方式也可能不相同，此外系統多天線輻射存在天線近場的耦合現象，以上因素導致微波凝視關聯成像系統構造的遠區輻射場具有時空兩維隨機的特性，遠區場的獲取存在較大難度。

發明內容

本發明的目的是提供一種微波凝視關聯成像系統中時空隨機輻射場的遠場測量方 法，可以測量得到微波凝視關聯成像中遠區輻射場的時空變化，可用于輻射場標定或者關聯成像。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種微波凝視關聯成像系統中時空隨機輻射場的遠場測量方法，該方法包括：

在成像區域中選取M個測量點以及一參考點，在相同的輻照條件下對第一個測量點處的輻射場與參考點處的輻射場進行同步連續的無擾測量及記錄；

在不改變輻射系統構型與激勵信號的情況下，更換下一個測量點，并對該測量點處的輻射場與參考點處的輻射場進行同步連續的無擾測量及記錄，直到遍歷所有測量點；

以參考點處記錄的輻射場變化為時間維匹配基準，將所有測量點處的記錄的輻射場在時間維對齊；

提取不同時間片段測量點處的輻射場分布，獲得輻射場隨時間與空間兩維變化的信息。

進一步的，在相同的輻照條件下對第一個測量點處的輻射場與參考點處的輻射場進行同步連續的無擾測量及記錄；在不改變輻射系統構型與激勵信號的情況下，更換下一個測量點，并對該測量點處的輻射場與參考點處的輻射場進行同步連續的無擾測量及記錄，直到遍歷所有測量點的步驟包括：

搭建微波隨機輻射系統，在隨機輻射系統的輻照場景中放置一弱散射平板，板上鋪吸波材料并劃分網格；選取的M個測量點的位置為r₁,...r_i,...,r_M；

選取一參考點，位置為r₀，同時在第一個測量點r₁和參考點r₀處放置一標準測量小天線接收直達的輻射場信號，并且輸入接收機同步測量兩點輻射場的變化并且記錄，得到一組兩點的輻射場變化測量數據；

在不改變輻射系統構型與激勵信號的情況下，更換下一個測量點，并重復上述測量，直到遍歷所有M個測量點；第i(i＝1,...,M)次測量得到一組離散數據包括x_i(n),x_oi(n)，n＝1,...,N，其中x_i(n)表示測量得到r_i處的輻射場變化，x_oi(n)表示對應的參考點處輻射場的變化，N表示一次測量的采樣點數。

進一步的，所述以參考點處記錄的輻射場變化為時間維匹配基準，將所有測量點處的記錄的輻射場在時間維對齊包括：