[發明專利]距離補償的多輸入多輸出陣列毫米波三維成像裝置及方法

有效

• 申請號: 201810798408.6
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN108761452B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: 常天英;王忠民;崔洪亮
• 申請（專利權）人: 山東省科學院自動化研究所
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89;G01S7/42
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.距離補償的多輸入多輸出陣列毫米波三維成像裝置，其特征是，包括：

單通道發射機，所述單通道發射機產生線性調頻的毫米波信號，傳輸給二維天線陣列和多通道接收機；

所述二維天線陣列包含二維平面分布的發射天線和接收天線，發射天線向自由空間輻射毫米波信號，接收天線接收目標物的散射回波信號；

所述多通道接收機含有若干個相同的接收機通道，每個通道的接收機對來自單通道發射機的線性調頻毫米波信號和來自接收接收天線的回波信號進行正交下變頻處理，得到回波信號的幅度信號和相位信號，傳輸給數據處理系統；

所述數據處理系統利用回波信號的幅度信息和相位信息，利用距離補償實現目標物的圖像重建；

所述數據處理系統包括：

陣列結構變換單元，實現對任意一對發射、接收天線對的回波信號等效為發射和接收天線處于相同位置的回波信號；

二維傅里葉變換單元，實現對等效后的回波信號的共軛作橫向二維傅立葉變換；

濾波單元，實現對二維傅里葉變換單元輸出的空間波數域回波信號進行空間波數域濾波；

差值處理單元，對濾波后的數據，進行差值處理，使數據實現均勻分布；

二維傅里葉逆變換元單元，對差值后的數據，進行二維傅里葉逆變換；

距離向一維傅里葉變換單元，對橫向二維傅里葉逆變換后得到的數據，進行一維傅里葉變換；

距離向頻移單元，對距離向一維傅里葉變換得到的數據進行處理實現距離向頻移；

距離補償單元，對距離向頻移后的數據進行處理得到目標物重建圖像。

2.如權利要求1所述的距離補償的多輸入多輸出陣列毫米波三維成像裝置，其特征是，所述單通道發射機與二維天線陣列之間設置有發射電子開關，所述多通道接收機與二維天線陣列之間設置有接收電子開關；

所述發射電子開關為開關陣列，等效為單刀多擲開關，發射電子開關的輸出端連接二維天線陣列的所有發射天線；

所述接收電子開關為開關陣列，等效為多路選擇開關，接收電子開關按照每次向多通道接收機傳輸回波信號的方式，將所有接收天線的回波信號傳輸給多通道接收機。

3.如權利要求2所述的距離補償的多輸入多輸出陣列毫米波三維成像裝置，其特征是，所述多通道接收機含有與接收電子開關輸出通道數量相同的接收機通道。

4.如權利要求2所述的距離補償的多輸入多輸出陣列毫米波三維成像裝置，其特征是，所述發射天線和接收天線的數量均為個，接收電子開關等效為一個固定有輸出通道數量的的多路選擇開關。

5.距離補償的多輸入多輸出陣列毫米波三維成像方法，采用權利要求1-4任一項所述的距離補償的多輸入多輸出陣列毫米波三維成像裝置，其特征是，包括：

利用單通道發射機產生線性調頻的毫米波信號，傳輸給二維天線陣列和多通道接收機；

其中，二維天線陣列包含二維平面分布的發射天線和接收天線，發射天線向自由空間輻射毫米波信號，接收天線接收目標物的散射回波信號；

多通道接收機中的每個通道的接收機對來自單通道發射機的線性調頻毫米波信號和來自接收接收天線的回波信號進行正交下變頻處理，得到回波信號的幅度信號和相位信號，傳輸給數據處理系統；

數據處理系統利用回波信號的幅度信息和相位信息，利用距離補償實現目標物的圖像重建。

6.如權利要求5所述的距離補償的多輸入多輸出陣列毫米波三維成像方法，其特征是，數據處理系統利用回波信號的幅度信息和相位信息，利用距離補償實現目標物的圖像重建，具體為：

對任意一對發射、接收天線對的回波信號等效為發射和接收天線處于相同位置的回波信號，實現陣列結構變換；

對等效后的回波信號的共軛作橫向二維傅立葉變換；

對橫向二維傅立葉變換產生的空間波數域回波信號乘以進行空間波數域濾波，表示目標物所在成像區域在軸方向距離二維天線陣列平面最近的距離，表示方向的空間波數；

對濾波后的數據，針對維進行差值處理，使數據在維實現均勻分布；

對差值后的數據,針對和維進行二維傅里葉逆變換；

對橫向二維傅里葉逆變換后得到的數據依次經過距離向一維傅里葉變換、距離向頻移及距離補償處理得到目標物重建圖像。