[發(fā)明專利]基于MIMO陣列合成孔徑的高精度三維快速成像方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810577125.9
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108761457B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李超;高航;吳世有;張群英;劉小軍;方廣有
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 張成新

1.一種基于MIMO陣列合成孔徑的高精度三維快速成像方法，包括：

S1、向目標(biāo)發(fā)送寬帶信號，并接收所述寬帶信號經(jīng)過目標(biāo)散射后得到的原始回波信號，其中，構(gòu)建三維坐標(biāo)系，以x方向表示MIMO陣列方向，y方向表示合成孔徑方向，z方向表示距離向，所述原始回波信號為：

S(x_t，x_r，y，0，k)

其中，MIMO陣列的發(fā)射天線位于(x_t，y，z)處，接收天線位于(x_r，y，z)處，k為所述寬帶信號不同發(fā)射頻率所對應(yīng)的波數(shù)，MIMO陣列合成孔徑所在的平面的距離向位于z＝0處；

S2、通過對所述原始回波信號進行三維傅里葉變換以將所述原始回波信號變換到MIMO陣列方向以及合成孔徑方向所對應(yīng)的空間頻率域，得到的原始空間譜的公式為：

其中，k_xt，k_xr，k_y分別表示x_t，x_r，y對應(yīng)的空間頻率域坐標(biāo)；

S3、將所述原始空間譜結(jié)合相位偏移因子，確定總空間譜；以及

S4、根據(jù)所述總空間譜確定目標(biāo)的成像函數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟S3包括：

S31、根據(jù)空間頻率域的坐標(biāo)關(guān)系將所述原始空間譜結(jié)合所述相位偏移因子，得到初始總空間譜；

S32、對所述初始總空間譜進行數(shù)據(jù)重排，并將重復(fù)的空間頻率域坐標(biāo)對應(yīng)的空間譜能量進行疊加，得到總空間譜。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在步驟S31中：

所述相位偏移因子為exp(jk_zz)，

式中

所述空間頻率域的坐標(biāo)關(guān)系包括k_x＝k_xt+k_xr；

所述初始總空間譜的公式為：S(k_xt，k_xr，k_y，z，k)＝S(k_xt，k_xr，k_y，0，k)·exp(jk_zz)，其中，z＝z_N，z_N為距離向z的N個實數(shù)取值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，在步驟S32中：

對所述初始總空間譜進行數(shù)據(jù)重排后得到的總空間譜的公式為：

S(k_x，k_y，z，k)＝S(k_xt，k_xr，k_y，z，k)_rearrange。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，步驟S4包括：

S41、對所述總空間譜進行波數(shù)域積分，確定平均波數(shù)域總空間譜；以及

S42、對所述平均波數(shù)域總空間譜進行逆傅里葉變換，確定目標(biāo)的成像函數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中：

所述平均波數(shù)域總空間譜為

所述目標(biāo)的成像函數(shù)為：

7.一種基于MIMO陣列合成孔徑的高精度三維快速成像裝置，包括：

存儲器，用于存儲指令；以及

處理器，用于根據(jù)所述指令，執(zhí)行如權(quán)利要求1至6中的任一項所述的基于MIMO陣列合成孔徑的高精度三維快速成像方法。