[發(fā)明專利]基于MIMO陣列的成像方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911163722.8
• 申請(qǐng)日: 2019-11-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110988869B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李超;楊冠;高航;方廣有
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01S13/89
• 分類號(hào): G01S13/89;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: 任巖

1.一種基于MIMO陣列的成像方法，其特征在于，包括：

接收寬帶信號(hào)經(jīng)過(guò)目標(biāo)散射后得到的總原始散射回波信號(hào)；

獲取所述總原始散射回波信號(hào)中與MIMO陣列中任一發(fā)射天線相關(guān)的原始散射回波信號(hào)；

將所述原始散射回波信號(hào)變換到MIMO陣列方向所對(duì)應(yīng)的空間頻率域，確定對(duì)應(yīng)空間譜；

將所述空間譜應(yīng)用爆炸反射理論及PSM算法進(jìn)行波場(chǎng)外推后，依據(jù)所述MIMO陣列有關(guān)的殘余相位進(jìn)行相位補(bǔ)償，確定最終爆炸場(chǎng)函數(shù)；

根據(jù)所述最終爆炸場(chǎng)函數(shù)，確定基于所述發(fā)射天線的所述目標(biāo)的成像函數(shù)；

根據(jù)SIMO疊加原理，對(duì)基于各發(fā)射天線的所述目標(biāo)的成像函數(shù)進(jìn)行疊加，得到所述目標(biāo)的成像函數(shù)；

其中，令所述原始散射回波信號(hào)為s₁(x_r，k)，則：

s₁(x_r，k)＝∫∫O(x′，y′)exp(-jk(R_T+R_R))dx′dy′；

其中，以x方向?yàn)镸IMO陣列方向，y方向?yàn)榫嚯x向，MIMO陣列所在的平面的距離向?yàn)閥＝0，MIMO陣列的發(fā)射天線位于(x_t，0)處，接收天線位于(x_r，0)處，k為所述寬帶信號(hào)不同發(fā)射頻率所對(duì)應(yīng)的波數(shù)，

其中，令所述空間譜為S₁(k_xr，k)，則：

其中，k_xr表示x_r對(duì)應(yīng)空間頻率域的坐標(biāo)；

其中，所述將所述空間譜應(yīng)用爆炸反射理論及PSM算法進(jìn)行波場(chǎng)外推后，依據(jù)所述MIMO陣列有關(guān)的殘余相位進(jìn)行相位補(bǔ)償，確定最終爆炸場(chǎng)函數(shù)包括：

根據(jù)所述空間譜，得到波數(shù)域滿足的色散關(guān)系；

根據(jù)所述色散關(guān)系，得出頻率-波數(shù)域中的爆炸場(chǎng)；

根據(jù)PSM算法的爆炸場(chǎng)外推特性，得到不同距離的爆炸場(chǎng)；

基于波數(shù)域中的一維逆傅立葉變換，得出各距離中的近似爆炸場(chǎng)；

對(duì)近似爆炸場(chǎng)進(jìn)行殘余相位補(bǔ)償，得到最終爆炸場(chǎng)函數(shù)；

其中，所述色散關(guān)系可表示為

令所述頻率-波數(shù)域中的爆炸場(chǎng)為U₁(k_x，y，k)，則：

其中，令所述不同距離的爆炸場(chǎng)為U₁(k_x，y_i，k)，則：

U₁(k_x，y_i，k)＝U₁(k_x，0，k)exp(jk_yy_i)；

其中，y_i表示不同距離，y_i＝y(tǒng)₀，y₁，...，y_n-1，exp(jk_yy_i)為沿著傳播方向的相移因子；

其中，所述殘余相位為

所述最終爆炸場(chǎng)函數(shù)

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MIMO陣列的成像方法，其特征在于，將角頻率ω代替波數(shù)k，恢復(fù)在時(shí)間t＝0時(shí)的爆炸場(chǎng)，則：

u₁(x，y_i，t)|_t＝0＝∫U(x，y_i，ω)·exp(jωt)dω。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于MIMO陣列的成像方法，其特征在于，所述目標(biāo)的成像函數(shù)為：

4.一種基于MIMO陣列的成像裝置，包括：

存儲(chǔ)器，處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的基于MIMO陣列的成像方法中的各個(gè)步驟。