[發(fā)明專利]一種目標(biāo)透視雷達(dá)成像方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510272010.5
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN104965203B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉峰;向寅;于慧
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工雷科電子信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心11120
• 代理人: 溫子云,仇蕾安

1.一種目標(biāo)透視雷達(dá)成像方法，用于介質(zhì)中的目標(biāo)進(jìn)行近場成像，其特征在于，該方法包括：

步驟一、采用步進(jìn)頻連續(xù)波雷達(dá)作為目標(biāo)透視雷達(dá)，構(gòu)建目標(biāo)透視雷達(dá)的收發(fā)天線在自由空氣中的電磁場分布并預(yù)存；

步驟二、利用合成孔徑成像技術(shù)，對目標(biāo)透視雷達(dá)實(shí)際掃描獲得的二維平面探測數(shù)據(jù)進(jìn)行單頻點(diǎn)成像，獲得介質(zhì)的單頻點(diǎn)三維成像結(jié)果；所述合成孔徑成像的處理過程中的相參操作是利用預(yù)存的所述自由空氣中的電磁場分布與所述二維平面探測數(shù)據(jù)進(jìn)行相參；

步驟三、生成一系列補(bǔ)償相位值，對步驟二的單頻點(diǎn)三維成像結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償，然后利用熵值表達(dá)有序性的特點(diǎn)，從補(bǔ)償結(jié)果中找到熵值最小者，認(rèn)為是最為逼近真實(shí)的介質(zhì)三維成像結(jié)果；

步驟四、從所述最為逼近真實(shí)的介質(zhì)三維成像結(jié)果中找到熵值最小的二維切片，認(rèn)為是最為逼近介質(zhì)中真實(shí)目標(biāo)深度的切片，即目標(biāo)成像結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟一具體為：

對目標(biāo)透視雷達(dá)的收發(fā)天線口面進(jìn)行近場掃描，然后利用獲得的目標(biāo)透視雷達(dá)收發(fā)天線的二維口面場掃描數(shù)據(jù)計(jì)算發(fā)射天線和接收天線在空氣中的波前數(shù)據(jù)；將發(fā)射天線波前數(shù)據(jù)和接收天線波前數(shù)據(jù)按方位向x、俯仰向y、距離向z、步進(jìn)頻率f對應(yīng)相乘，獲得收發(fā)天線在自由空氣中的電磁場分布。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，發(fā)射天線在空氣中的波前數(shù)據(jù)的計(jì)算方式為：首先將發(fā)射天線的二維口面場掃描數(shù)據(jù)A^T(x,y；f)沿x方向和y方向做傅里葉變換，再乘以距離向因子exp(jk_zz)，其中z即為距離向坐標(biāo)，k_z為距離向傅里葉頻率，最后輸出發(fā)射天線在空氣中的波前數(shù)據(jù)E^T(x,y,z；f)；f為步進(jìn)頻連續(xù)波雷達(dá)的步進(jìn)頻率；

接收天線在空氣中的波前數(shù)據(jù)的計(jì)算方式為：首先將接收天線的二維口面場掃描數(shù)據(jù)A^R(x,y；f)沿x方向和y方向做傅里葉變換，再乘以距離向因子exp(jk_zz)，最后輸出接收天線在空氣中的波前數(shù)據(jù)E^R(x,y,z；f)。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟二具體為：

步驟201：實(shí)際探測時，對被探測介質(zhì)進(jìn)行二維平面掃描，獲得步進(jìn)頻連續(xù)波掃描數(shù)據(jù)；

步驟202：對步驟201獲得的步進(jìn)頻連續(xù)波掃描數(shù)據(jù)沿俯仰-方位向做二維傅里葉變換；

步驟203：將步驟一預(yù)存的所述電磁場分布的數(shù)據(jù)沿俯仰-方位向做傅里葉變換；

步驟204：取步驟202與步驟203的結(jié)果在距離向上分別相乘；相乘操作時，需要先固定距離向坐標(biāo)，然后在對應(yīng)頻點(diǎn)、對應(yīng)方位向傅里葉頻率坐標(biāo)和俯仰向傅里葉頻率坐標(biāo)分別相乘；

步驟205：將步驟204結(jié)果沿俯仰-方位向做二維逆傅里葉變換，變換的結(jié)果即是介質(zhì)的單頻點(diǎn)三維成像結(jié)果。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟三具體包括：

步驟301：對步進(jìn)頻參數(shù)做時頻對應(yīng)，生成多頻補(bǔ)償相位時間因子序列，序列的長度為1/Δf，因子之間的間隔為1/B；其中，Δf為跳頻間隔，B為步進(jìn)頻帶寬；

步驟302：取步驟301中的一個多頻補(bǔ)償相位時間因子，記為t₀，t₀與步進(jìn)頻率f相乘，輸出θ＝2πf·t₀為不同頻點(diǎn)的線性補(bǔ)償相位值；

步驟303：取步驟302的結(jié)果對步驟二得到的所有單頻點(diǎn)三維成像結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償；

步驟304：將步驟303的結(jié)果沿頻率維度相干疊加，獲得三維成像結(jié)果；

步驟305：計(jì)算步驟304結(jié)果的三維熵值；

步驟306：對步驟301中獲得的每一個多頻補(bǔ)償相位時間因子執(zhí)行步驟302～步驟305，然后提取三維熵值最小的三維成像結(jié)果，即為最為逼近真實(shí)的三維成像結(jié)果。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟四具體包括：

步驟401：針對步驟三獲得的最為逼近真實(shí)的三維成像結(jié)果，計(jì)算其沿著距離向的二維切片圖像的熵值；

步驟402：輸出熵值最小的二維切片圖像的距離向坐標(biāo)，此距離向坐標(biāo)即為目標(biāo)成像深度；在此距離向坐標(biāo)上的俯仰-方位平面的成像結(jié)果即為目標(biāo)深度二維切片圖像。