[發(fā)明專利]一種近景微波成像方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710294345.6
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107102324B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 祁春超;吳光勝;趙術(shù)開;肖千;王愛先
• 申請（專利權(quán)）人: 華訊方舟科技有限公司;深圳市無牙太赫茲科技有限公司
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S13/89;G01S7/41;G01N22/00;G01V3/12
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務(wù)所 44237
• 代理人: 陽開亮

1.一種近景微波成像方法，其特征在于，所述近景微波成像方法包括：

對陣列天線繞預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)所獲取的目標物體反射的回波信號作預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)軸向的傅里葉變換，得到第一回波信號，所述第一回波信號以極坐標形式表示；所述預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)軸向為Z軸方向；

其中，所述回波信號的極坐標表達形式為S₀(θ,k,z)，θ為陣列天線繞預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角度，k＝4πf/C為相對于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)軸的雙程波數(shù)，f為陣列天線的發(fā)射信號的頻率，C為光速，z為回波信號在預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)軸向上的采集高度；所述第一回波信號的極坐標表達式為S₁(θ,k,k_z)，k_z為預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)軸向上坐標為z的等效天線所對應(yīng)的雙程波數(shù)；

對所述第一回波信號和預(yù)設(shè)參考函數(shù)進行乘運算，得到第二回波信號；其中，所述第二回波信號的表達式為S₂(θ,k,k_z)＝S₁(θ,k,k_z)·H(f)，H(f)為所述預(yù)設(shè)參考函數(shù)的表達式，R為陣列天線繞預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)半徑；

通過預(yù)設(shè)算法將所述第二回波信號轉(zhuǎn)換為直角坐標形式，得到第三回波信號；其中，所述第三回波信號的直角坐標表達形式為S₃(k_x,k_y,k_z)，k_x為X軸方向上坐標為x的等效天線對應(yīng)的雙程波數(shù)，k_y為Y軸方向上坐標為y的天線對應(yīng)的雙程波數(shù)；

對所述第三回波信號作三維傅里葉逆變換，得到所述目標物體的三維圖像數(shù)據(jù)；其中，所述目標物體的三維圖像數(shù)據(jù)的表達式為S₄(x,y,z)，x為等效天線在X軸方向上的坐標，y為等效天線在Y軸方向上的坐標，z為等效天線在Z軸方向上的坐標。

2.如權(quán)利要求1所述的近景微波成像方法，其特征在于，所述通過預(yù)設(shè)算法將所述第二回波信號轉(zhuǎn)換為直角坐標形式，得到第三回波信號包括：

建立具有預(yù)設(shè)尺寸和預(yù)設(shè)采樣間隔的網(wǎng)格，所述網(wǎng)格以直角坐標形式表示；

計算所述網(wǎng)格在極坐標系中的旋轉(zhuǎn)角度和雙程波束，得到所述網(wǎng)格的極坐標形式；

通過二維sinc插值法，獲取極坐標數(shù)值與所述第二回波信號的極坐標數(shù)值相匹配的所述網(wǎng)格的直角坐標數(shù)值，作為所述第二回波信號的直角坐標數(shù)值，得到以所述第二回波信號的直角坐標形式表示的第三回波信號。

3.如權(quán)利要求1所述的近景微波成像方法，其特征在于，所述近景微波成像方法還包括：

提取所述三維圖像數(shù)據(jù)中沿預(yù)設(shè)平面的二維圖像信息，得到所述目標物體沿所述預(yù)設(shè)平面的二維圖像，所述預(yù)設(shè)平面包括三維直角坐標系中的X-Y平面、X-Z平面或Z-Y平面。

4.如權(quán)利要求3所述的近景微波成像方法，其特征在于，所述提取所述三維圖像數(shù)據(jù)中沿預(yù)設(shè)平面的二維圖像信息，得到所述目標物體沿所述預(yù)設(shè)平面的二維圖像，包括：

根據(jù)預(yù)設(shè)濾波方式，沿第一直角坐標方向?qū)λ鋈S圖像數(shù)據(jù)進行濾波；

沿所述第一直角坐標方向?qū)V波后的所述三維圖像數(shù)據(jù)進行最大值提取，得到第一直角坐標方向上的最大值；

獲取所述三維圖像數(shù)據(jù)中所述最大值所對應(yīng)的第二直角坐標方向的坐標值和第三直角坐標方向的坐標值，作為所述目標物體沿預(yù)設(shè)平面的二維圖像信息，以得到所述目標物體沿所述預(yù)設(shè)平面的二維圖像。

5.如權(quán)利要求1所述的近景微波成像方法，其特征在于，所述近景微波成像方法還包括：

提取所述三維圖像數(shù)據(jù)中的三維圖像信息，得到所述目標物體的三維圖像。