[發(fā)明專利]基于三維模型的渦旋電磁波近場目標(biāo)散射成像仿真方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211560693.0
• 申請(qǐng)日: 2022-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN115880389A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳亞南;廖意;王鵬;石國昌;都妍;米曉林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海無線電設(shè)備研究所
• 主分類號(hào): G06T11/00
• 分類號(hào): G06T11/00;G06F30/20
• 代理公司: 上海元好知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 包姝晴;張雙紅

1.一種基于三維模型的渦旋電磁波近場目標(biāo)散射成像仿真方法，其特征在于，包括：

步驟S1：確定多模態(tài)渦旋電磁波幅相分布特征調(diào)制機(jī)理；

步驟S2：基于調(diào)制機(jī)理分析典型目標(biāo)多模態(tài)渦旋電磁波近場散射特性；

步驟S3：根據(jù)近場散射特性分析結(jié)果建立多模態(tài)渦旋電磁波近場目標(biāo)散射成像模型，并通過渦旋電磁波近場目標(biāo)散射成像算法進(jìn)行目標(biāo)成像計(jì)算，以構(gòu)建目標(biāo)圖像。

2.如權(quán)利要求1所述的基于三維模型的渦旋電磁波近場目標(biāo)散射成像仿真方法，其特征在于，所述步驟S1包括：

基于均勻圓形陣列建立多模態(tài)渦旋電磁波產(chǎn)生模型；

基于所述多模態(tài)渦旋電磁波產(chǎn)生模型分析多模態(tài)渦旋電磁波幅相分布影響因素，所述影響因素至少包括陣元數(shù)、天線半徑、工作頻率和電磁渦旋模態(tài)。

3.如權(quán)利要求2所述的基于三維模型的渦旋電磁波近場目標(biāo)散射成像仿真方法，其特征在于，所述步驟S1還包括：

根據(jù)所述工作頻率和所述天線半徑對(duì)所述多模態(tài)渦旋電磁波信號(hào)中的貝塞爾函數(shù)部分進(jìn)行計(jì)算，以確定多模態(tài)渦旋電磁波主波束指向優(yōu)化方法。

4.如權(quán)利要求3所述的基于三維模型的渦旋電磁波近場目標(biāo)散射成像仿真方法，其特征在于，所述步驟S1還包括：

獲取目標(biāo)尺寸和不同軌道角動(dòng)量模態(tài)的渦旋電磁波主瓣寬度；

根據(jù)所述目標(biāo)尺寸和所述渦旋電磁波主瓣寬度確定多模態(tài)渦旋電磁波主波束寬度影響參量與所述目標(biāo)尺寸的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

5.如權(quán)利要求4所述的基于三維模型的渦旋電磁波近場目標(biāo)散射成像仿真方法，其特征在于，所述步驟S2包括：

獲取典型目標(biāo)尺寸；

根據(jù)所述典型目標(biāo)尺寸設(shè)計(jì)多模態(tài)渦旋電磁波成像參數(shù)；

根據(jù)設(shè)計(jì)的多模態(tài)渦旋電磁波成像參數(shù)建立均勻圓形陣列電磁仿真模型和典型目標(biāo)電磁仿真模型，并計(jì)算多模態(tài)渦旋電磁波照射下典型目標(biāo)的近場散射回波信號(hào)。

6.如權(quán)利要求5所述的基于三維模型的渦旋電磁波近場目標(biāo)散射成像仿真方法，其特征在于，通過偶極子或者喇叭天線陣元構(gòu)建所述均勻圓形陣列電磁仿真模型；根據(jù)均勻圓形天線陣和典型目標(biāo)成像幾何位置建立所述典型目標(biāo)電磁仿真模型。

7.如權(quán)利要求6所述的基于三維模型的渦旋電磁波近場目標(biāo)散射成像仿真方法，其特征在于，采用多發(fā)多收方式接收信號(hào)，并對(duì)若干個(gè)陣元中的第n個(gè)陣元的接收回波信號(hào)施加相移，將各陣元接收回波信號(hào)進(jìn)行相干疊加，以計(jì)算得到多模態(tài)渦旋電磁波照射下典型目標(biāo)的近場散射回波信號(hào)。

8.如權(quán)利要求7所述的基于三維模型的渦旋電磁波近場目標(biāo)散射成像仿真方法，其特征在于，所述步驟S3中根據(jù)近場散射特性分析結(jié)果建立多模態(tài)渦旋電磁波近場目標(biāo)散射成像模型，包括：

確定參考信號(hào)矩陣；

根據(jù)計(jì)算得到的典型目標(biāo)的近場散射回波信號(hào)和所述參考信號(hào)矩陣建立多模態(tài)渦旋電磁波近場目標(biāo)散射成像模型。

9.如權(quán)利要求8所述的基于三維模型的渦旋電磁波近場目標(biāo)散射成像仿真方法，其特征在于，采用正則化方法進(jìn)行渦旋電磁波近場目標(biāo)散射成像算法處理，以構(gòu)建所述目標(biāo)圖像。

10.如權(quán)利要求9所述的基于三維模型的渦旋電磁波近場目標(biāo)散射成像仿真方法，其特征在于，采用正則化方法進(jìn)行渦旋電磁波近場目標(biāo)散射成像算法處理之前，所述方法還包括確定成像平面，并將所述成像平面網(wǎng)格化，其中，頻率域信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù)為F_N，拓?fù)浜捎蛐盘?hào)采樣點(diǎn)數(shù)為L_M，將所述成像平面網(wǎng)格化的步驟包括：

確定近場二維成像區(qū)域；

將所述近場二維成像區(qū)域劃分為Q個(gè)離散網(wǎng)格，所述Q＝F_N×L_M。