[發明專利]一種毫米波稀疏陣列遠程監視成像方法及系統

有效

• 申請號: 201910940420.0
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110794471B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 孟祥新;郭柳柳;余開;張軍
• 申請（專利權）人: 博微太赫茲信息科技有限公司
• 主分類號: G01V8/10
• 分類號: G01V8/10;G01S13/04;G01S7/41
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王林

1.一種毫米波稀疏陣列遠程監視成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲得回波信號

建立毫米波二維稀疏陣列，其發射陣元間距為Δx_T，接收陣元間距為Δy_R，發射陣元與接收陣元通過天線開關來激活對應的天線單元，在整個掃描過程中，獲得的回波信號為S(x_T,y_T,x_R,y_R,k)，其中，x_T為發射陣列x維度，y_T為發射陣列y維度，x_R為接收陣列x維度，y_R為接收陣列y維度，k為頻率掃描維度；

S2：插值操作

對獲得的回波信號S(x_T,y_T,x_R,y_R,k)的x_T維度和y_R維度進行插值操作，得到插值后的信號為S_Interp(x_T,y_T,x_R,y_R,k)；

S3：快速傅里葉變換

對信號S_Interp(x_T,y_T,x_R,y_R,k)的x_T維度和y_R維度進行快速傅里葉變換，將信號的x_T維度和y_R維度變換到頻域空間，所得信號為

S4：選擇距離平面

在距離維度劃分位置坐標，設置距離維度成像位置為z_q，其中z_q∈[z_min,z_max]，q＝0,1,2...Q-1，選擇單個距離位置索引z_q；同時索引發射陣列y_T維度、接收陣列x_R維度和頻率掃描維度k，索引值分別為y_{T_m}、x_{R_n}和k_p，其中m＝0,1,2...M-1，n＝0,1,2...N-1，p＝0,1,2...N_f-1，所得信號為

S5：頻域匹配濾波

計算x_T維度和y_R維度的頻域匹配濾波器與信號的對應維度相乘做頻域匹配濾波處理,所得信號為

S6：快速傅里葉逆變換

對信號的維度和維度進行快速傅里葉逆變換處理，將其變換到時域空間，所得信號為

S7：時域匹配濾波

計算y_T維度與x_R維度的時域匹配濾波器H₂(y_{T_m},x_{R_n},x_T,y_R)并且與信號的對應維度相乘，實現時域匹配濾波處理，得到信號

S8：相干累加

改變m、n、p的索引值，直到遍歷完所有的y_T維度、x_R維度和k維度,得到信號對信號的y_T維度、x_R維度和k維度進行相干累加計算，得到距離位置z_q處的二維復數圖像

S9：得到三維復數圖像

改變z_q的索引值q，從而獲得不同位置處的二維復數圖像，重復步驟S4～S8，直到遍歷完所有距離位置z_q，得到最終的三維復數圖像σ(x,y,z)，將三維復數圖像σ(x,y,z)傳輸到高性能服務器進行目標檢測與目標識別和圖像處理，再送至顯示端進行圖像顯示。

2.根據權利要求1所述的一種毫米波稀疏陣列遠程監視成像方法，其特征在于：在所述步驟S1中，毫米波稀疏陣列發射的信號為調頻連續波信號或者步進連續波信號，信號的頻段范圍為12～18GHz，發射陣元間距Δx_T＝0.015m，接收陣元間距Δy_R＝0.015m。