[發明專利]用于太赫茲頻段MIMO弧形陣列方位向成像方法

有效

• 申請號: 201710418383.8
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN109001754B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 吳世有;李超;張群英;高航;劉小軍;方廣有
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發明提供了一種用于太赫茲頻段MIMO弧形陣列方位向成像方法，包括：確定MIMO弧形陣列的等效MIMO線陣，MIMO弧形陣列的發射陣元構成多個發射子陣，接收陣元構成的接收陣列位于多個發射子陣之間；建立MIMO弧形陣列與MIMO線陣幾何轉換關系，得到補償函數；MIMO線陣的發射陣元發射單頻信號，MIMO線陣的接收陣元接收目標散射信號；對接收信號在發射陣元和接收陣元空間位置維度進行傅里葉變換，得到空間譜；結合補償函數及空間譜，在等效MIMO線陣的方位向上進行成像，得到目標反射系數函數。本發明通過構建弧形MIMO陣列，在一定陣列長度下，利用較少陣元，實現了高效率方位向成像，為降低系統成本提供可能。

技術領域

本發明涉及信號處理技術領域，尤其涉及一種用于太赫茲頻段MIMO弧形陣列方位向成像方法。

背景技術

在MIMO陣列成像的應用中，成像方法顯然是極其重要的一個環節，因為成像方法的準確性和效率很大程度上決定了系統成像結果的好壞與運行速度。設計MIMO陣列方位向成像方法主要是在一定MIMO陣列拓撲結構條件下，有效解決陣列長度、陣元數目和方位分辨率三者之間的關系，并同時兼顧運算效率。陣列長度與陣元數目直接決定了陣元間距，即確定了空間采樣率，當其滿足奈奎斯特采樣定律時，方位向成像才不會出現混疊現象。一般來說，距離近的方位向成像需要較小的陣元間距，而距離遠的方位向成像需要的陣元間距較大。為了獲得較高方位向分辨率，需要增加陣列長度或減小成像距離，而這受到陣元間距的制約。

發明內容

(一)要解決的技術問題

鑒于上述技術問題，本發明提供了一種在太赫茲頻段下的MIMO弧形陣列方位向成像方法，通過構建弧形MIMO陣列，設計方位向成像方法，旨在一定陣列長度下，利用較少陣元，即可實現高效率方位向成像，為降低系統成本提供可能。

(二)技術方案

根據本發明的一個方面，提供了一種用于太赫茲頻段MIMO弧形陣列方位向成像方法，包括：

確定MIMO弧形陣列的等效MIMO線陣，其中所述MIMO弧形陣列的發射陣元構成多個發射子陣，接收陣元構成的接收陣列位于多個發射子陣之間；

建立MIMO弧形陣列與其等效MIMO線陣之間的幾何轉換關系，并得到補償函數；

經MIMO弧形陣列到MIMO線陣的幾何轉換之后，MIMO線陣的發射陣元發射單頻信號，MIMO線陣的接收陣元接收目標散射信號；

對接收陣元接收的目標散射信號分別在該等效MIMO線陣的發射陣元和接收陣元空間位置維度進行傅里葉變換，得到空間譜；

結合補償函數及空間譜，在等效MIMO線陣的方位向上進行成像，得到目標反射系數函數。

在一些實施例中，所述MIMO弧形陣列的發射陣元構成兩個發射子陣，其接收陣元構成一個接收陣列，接收陣列位于所述兩個發射子陣之間。

在一些實施例中，所述MIMO弧形陣列包括N_T個發射陣元和N_R個接收陣元，所述N_T個發射陣元構成兩個發射子陣，分別位于接收陣列兩端，發射子陣與接收陣列的相鄰間距為d_TR，對于每個發射子陣，發射陣元等間隔位于以C點為圓心，半徑為R_A的圓弧上，對應的陣元間隔角度為dθ_T，陣元間距為d_T＝R_Adθ_T。