[發明專利]一種基于可重構電磁表面陣列的三維成像方法

有效

• 申請號: 202011070343.7
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112558065B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 李世勇;趙國強;王碩光;敬漢丹;孫厚軍
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89;G01S13/88;G01V8/00;G01V8/20
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李愛英;付雷杰

1.一種基于可重構電磁表面陣列的三維成像方法，其特征在于，所述方法包括：

根據三維成像目標區域構建可重構電磁表面陣列，所述可重構電磁表面陣列包括N個可重構電磁表面發射子陣和N個可重構電磁表面接收子陣，所述N個可重構電磁表面發射子陣和N個可重構電磁表面接收子陣一一對應且在空間上正交，相鄰的可重構電磁表面發射子陣或相鄰的可重構電磁表面接收子陣的部分陣元重疊，N為正整數；

針對每一個可重構電磁表面發射子陣的多通道發射數字波束和其對應的可重構電磁表面接收子陣的多通道接收數字波束在空間上正交，并合成為收發子陣的多通道數字合成波束，聚焦到三維成像目標區域的相應位置為收發子陣掃描波束；

對所述可重構電磁表面發射子陣和所述可重構電磁表面接收子陣的重疊陣元進行相位補償，調整所述可重構電磁表面發射子陣的多通道發射數字波束的相位和所述可重構電磁表面接收子陣的多通道接收數字波束的相位，使不同收發子陣的所述多通道數字合成波束聚焦到三維成像目標區域的不同位置，得到多個收發子陣掃描波束；

將所述三維成像目標區域分割為多個平行截面，在每個平行截面上結合所述收發子陣掃描波束的寬波束掃描和所述多通道數字合成波束在所述收發子陣的主瓣內的窄波束掃描得到所述三維成像目標區域的三維成像。

2.根據權利要求1所述的三維成像方法，其特征在于，所述可重構電磁表面發射子陣包括發射饋源、二極管相位控制陣列和天線單元；

所述可重構電磁表面接收子陣包括接收饋源、二極管相位控制陣列和天線單元。

3.根據權利要求2所述的三維成像方法，其特征在于，所述調整所述可重構電磁表面發射子陣的多通道發射數字波束的相位和所述可重構電磁表面接收子陣的多通道接收數字波束的相位，包括：

通過調整所述可重構電磁表面發射子陣和可重構電磁表面接收子陣的二極管相位控制陣列的通斷狀態，調整可重構電磁表面發射子陣和接收子陣的天線單元相位，根據所述可重構電磁表面發射子陣和可重構電磁表面接收子陣的天線單元陣元相位調整所述多通道發射數字波束的相位和所述多通道接收數字波束的相位形成收發子陣掃描波束。

4.根據權利要求2所述的三維成像方法，其特征在于，根據調整所述發射饋源信號的相位對多通道發射信號進行數字波束合成，與根據調整所述發射饋源的相位對所述多通道發射信號進行數字波束合成在空間上正交為收發子陣的多通道數字合成波束。

5.根據權利要求1所述的三維成像方法，其特征在于，對所述可重構電磁表面發射子陣和所述可重構電磁表面接收子陣的重疊陣元進行相位補償，包括：

根據所述可重構電磁表面發射子陣和所述可重構電磁表面接收子陣的陣元重疊部分的相位分布，利用平均相位的配相調整方法對可重構電磁表面發射子陣或可重構電磁表面接收子陣的陣元重疊部分進行相位補償。

6.根據權利要求1所述的三維成像方法，其特征在于，

利用非均勻快速傅里葉變換算法得到可重構電磁表面發射子陣的多通道發射數字波束和其對應的可重構電磁表面接收子陣的多通道接收數字波束在空間上正交為收發子陣的多通道數字合成波束。

7.根據權利要求1所述的三維成像方法，其特征在于，所述可重構電磁表面總陣列為十字型、T字型、Γ字型。