[發明專利]一種差分計算成像裝置及方法

有效

• 申請號: 201711321143.2
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108181624B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 朱士濤;董曉麗;賀雨晨;趙夢然;施宏宇;張安學;徐卓
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張弘

1.一種差分計算成像裝置，其特征在于，包括：發射機(1)和接收機(2)；

所述的發射機(1)包括信號生成模塊(11)與差分探測模式生成及發射模塊(12)；

信號生成模塊(11)，用于通過參數配置完成發射信號的生成，生成的發射信號數據傳送給差分探測模式生成及發射模塊(12)；

差分探測模式生成及發射模塊(12)，用于實現差分探測模式中隨機差分探測波束的生成、差分探測模式對應發射功率的監控以及以電磁波形式將發射信號發射出去；

所述的接收機(2)包括接收模塊(21)、差分信號處理模塊(22)、目標定位與差分成像模塊(23)與圖像質量提升與顯示模塊(24)；

接收模塊(21)用于接收目標反射回波，將其轉換為數字信號并輸出給差分信號處理模塊(22)；

差分信號處理模塊(22)完成差分探測模式與回波信號的匹配與校準，并將數據傳送給目標定位與差分成像模塊(23)與圖像質量提升與顯示模塊(24)；

目標定位與差分成像模塊(23)利用探測數據完成對目標位置的估計，并利用差分探測數據完成目標圖像重構；

圖像質量提升與顯示模塊(24)根據目標先驗知識以及探測物理量的特點完成對目標圖像質量的提升，并將圖像進行顯示。

2.根據權利要求1所述的一種差分計算成像裝置，其特征在于，所述的信號生成模塊(11)，具體通過參數化設計滿足特定需求的信號編碼，產生多通道不相干信號。

3.根據權利要求1所述的一種差分計算成像裝置，其特征在于，所述的信號生成模塊(11)的發射信號為不相干的多通道數據或者為單路數據，發射信號能夠根據需要進行編碼。

4.根據權利要求1所述的一種差分計算成像裝置，其特征在于，所述的差分探測模式生成及發射模塊(12)包括波束成形模塊(121)、功率監控模塊(122)與發射模塊(123)；

波束成形模塊(121)通過多通道隨機化激勵或者隨機調制板完成差分探測模式的生成；

功率監控模塊(122)完成差分探測模式所對應的發射功率的監控；

發射模塊(123)以電磁波的形式將發射信號發射出去。

5.根據權利要求1所述的一種差分計算成像裝置，其特征在于，所述的接收模塊(21)采用的天線具有相干波束或者具有與發射探測模式具有相同頻點的探測模式；接收模塊(21)為單通道或者多通道接收裝置。

6.一種差分計算成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A，發射機完成發射信號的生成，差分隨機探測模式的產生，各個探測模式精確的發射功率監控，最后將發射信號以電磁波的形式發送出去；發射機同時記錄校準信息：發射信號的形式、探測模式在目標區域探測物理量的分布、精確的發射功率以及探測模式的成對配準信息；

步驟B，接收機完成目標回波的收集、目標回波與探測模式的配準，目標的定位以及基于差分數據的成像；

步驟C，根據目標探測過程的具體特點，利用目標的先驗知識，完成對目標圖像質量提升并進行顯示。

7.根據權利要求6所述的一種差分計算成像方法，其特征在于，步驟A中，差分探測模式包含一對或者一組隨機探測波束，探測波束的組合形式與差分對均根據系統需求設計。

8.根據權利要求6所述的一種差分計算成像方法，其特征在于，步驟B中，采用探測模式相匹配的單波束接收天線或者采用與探測模式相匹配的離散隨機波束進行目標散射回波信號接收。

9.根據權利要求6所述的一種差分計算成像方法，其特征在于，步驟C中，目標先驗知識的來源是事先已知的目標信息或者目標快速成像的結果。